JP2019094994A - Clutch device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、クラッチ装置に関する。 The present invention relates to a clutch device.
例えば、自動車のエンジンの補機として用いられるオルタネータは、エンジンのクランクシャフトから回転力が伝達され駆動する構成となっている。つまり、オルタネータの回転軸にはプーリが取り付けられており、このプーリとクランクシャフト側のプーリとの間にベルトが架け渡されており、クランクシャフトの回転力がベルトを通じてオルタネータに伝達される構成となっている。 For example, an alternator used as an accessory of an automobile engine is configured to be driven by transmitting rotational force from a crankshaft of the engine. That is, a pulley is attached to the rotation shaft of the alternator, and a belt is stretched between the pulley and a pulley on the crankshaft side, and the rotational force of the crankshaft is transmitted to the alternator through the belt. It has become.
クランクシャフトの回転力は、エンジンのシリンダにおける爆発力が基となっているため、クランクシャフトの回転速度は変動する(以下、この変動を「回転変動」ともいう)。これに対して、オルタネータ側は、クランクシャフトの急激な回転変動に追従できず、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発生する。このような回転速度差は、ベルトをスリップさせたり、ベルトへ過大な負荷をかけたりし、異音の発生や寿命低下の原因となる。そこで、オルタネータ用のプーリ装置には、ベルトが掛けられるプーリ部を有する回転体と、オルタネータの回転軸と一体回転する軸体との間において、発生する回転変動を吸収するためのコイルばねが設けられている(例えば、特許文献1の図6参照)。 Since the rotational force of the crankshaft is based on the explosive force in the cylinder of the engine, the rotational speed of the crankshaft fluctuates (hereinafter, this fluctuation is also referred to as “rotational fluctuation”). On the other hand, the alternator side can not follow the rapid rotational fluctuation of the crankshaft, and a rotational speed difference temporarily occurs between the crankshaft and the alternator. Such a rotational speed difference may cause the belt to slip or apply an excessive load to the belt, which may cause abnormal noise and a decrease in life. Therefore, a pulley apparatus for an alternator is provided with a coil spring for absorbing a rotational fluctuation generated between a rotating body having a pulley portion on which a belt is to be hung and a shaft integrally rotating with a rotating shaft of the alternator. (See, for example, FIG. 6 of Patent Document 1).
本発明の発明者は、回転体と軸体との間にコイルばねを設けたクラッチ装置を既に提案している(特願2017−021513)。このクラッチ装置では、図7に示すように、コイルばね90の軸方向一方側の第一端部91が、回転体99の第一座部98に取り付けられており、コイルばね90の軸方向他方側の第二端部92が、軸体95の第二座部94に取り付けられている。第一端部91は、第一座部98に形成されている凹部97の径方向外側面96a及び径方向内側面96bの双方に対して締まり嵌めの状態となって、凹部97に嵌合している。この嵌合により、コイルばね90の第一端部91は回転体99に回り止めがされた状態で固定される。第二端部92は、第二座部94の外周面93に締まり嵌めの状態で取り付けられており、軸体95に回り止めがされた状態で固定される。
The inventor of the present invention has already proposed a clutch device in which a coil spring is provided between a rotating body and a shaft body (Japanese Patent Application No. 2017-021513). In this clutch device, as shown in FIG. 7, the
図7に示すクラッチ装置を組み立てる際、コイルばね90の第一端部91と第二端部92との双方を取付対象部(凹部97及び第二座部94)に締め代を有して嵌合させる必要がある。しかし、コイルばね90の組み付けは、筒状である回転体99とその内周側の軸体95との間に形成される略閉じられた環状の空間において行われることから、その組み付けの作業が難しくなる。
When assembling the clutch device shown in FIG. 7, both the
そこで、本発明は、軸体及び回転体に対するコイルばねの回り止めの機能を損なうことなく、コイルばねの組み付けが容易となるクラッチ装置を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the clutch apparatus which becomes easy to assemble | attach a coil spring, without impairing the function of rotation prevention of a coil spring with respect to a shaft and a rotary body.
本発明のクラッチ装置は、軸体と、当該軸体と同心状に設けられている筒形の回転体と、前記軸体と前記回転体との間に同心状に設けられているコイルばねと、を備え、前記回転体は、軸方向一方側に、前記コイルばねの第一端部を取り付けている第一座部を有し、前記軸体は、軸方向他方側に、前記コイルばねの第二端部を締まり嵌めの状態で取り付けている第二座部を有し、前記第一端部は、前記第二端部側から続いている螺旋状の螺旋部と、当該螺旋部から当該螺旋部の中心線の接線方向に向かって直線状に延びている直線部と、を有し、前記第一座部に、隙間嵌めの状態で前記直線部を収容している直線状の凹溝部が設けられている。 The clutch device according to the present invention includes a shaft, a cylindrical rotating body provided concentrically with the shaft, and a coil spring provided concentrically between the shaft and the rotating body. The rotary body has a first seat on one side in the axial direction, to which the first end of the coil spring is attached, and the shaft is on the other side in the axial direction of the coil spring. A second seat portion attached to the second end portion in an interference fit state, the first end portion being a helical portion continuing from the second end portion side; A linear concave groove portion having a linear portion extending linearly in a tangential direction of a center line of the spiral portion, and the first seat portion accommodating the linear portion in a state of clearance fitting Is provided.
このクラッチ装置によれば、回転体の第一座部に、コイルばねの第一端部が有している直線部を収容する直線状の凹溝部が設けられている。この直線状の凹溝部に直線部が隙間嵌めの状態で収容されることから、クラッチ装置の組み立ての際、コイルばねの第一端部と回転体(第一座部)との組み付けが容易となる。そして、直線状の凹溝部に直線部が収容されていることで、コイルばねが捻られると、直線部は凹溝部の径方向に向く面に接触し、コイルばねの第一端部と回転体との回転止めが成される。これにより、軸体と回転体との間に回転変動が生じても、コイルばねが捻られることで、この回転変動を吸収することが可能となる。 According to this clutch device, the first seat portion of the rotating body is provided with the linear concave groove portion that accommodates the linear portion of the first end portion of the coil spring. Since the linear portion is accommodated in the linear recessed groove portion in a clearance fit state, assembling of the first end portion of the coil spring and the rotating body (first seat portion) is easy when assembling the clutch device Become. Then, when the linear portion is accommodated in the linear recessed groove portion, when the coil spring is twisted, the linear portion contacts the radial direction surface of the recessed groove portion, and the first end portion of the coil spring and the rotating body And the rotation stop is made. As a result, even if rotational fluctuation occurs between the shaft and the rotating body, the coil spring can be twisted to absorb the rotational fluctuation.
また、前記コイルばねの前記第二端部は、前記第二座部の外周面に締まり嵌めの状態でかつ拡径方向に弾性変形可能として取り付けられており、前記軸体に対して前記回転体が一方向に回転すると前記コイルばねが捻られて弾性的に縮径し前記第二端部と前記第二座部との間の締め代が大きくなり、前記軸体に対して前記回転体が他方向に回転すると前記コイルばねが捻られて弾性的に拡径し前記第二端部と前記第二座部との間の締め代が小さくなって当該第二端部と当該第二座部との間の滑りを許容する構成とするのが好ましい。
この構成によれば、例えば回転体が加速することで、軸体に対して回転体が一方向に回転するとコイルばねが一方向に捻られ、このコイルばねの第二端部が軸体の第二座部を更に巻き締める。このようにコイルばねが一方向に捻られることで軸体と回転体との間に生じる回転変動を吸収することができる。これに対して、例えば回転体が減速することで、軸体に対して回転体が他方向に回転するとコイルばねが逆に(他方向に)捻られて拡径し、このコイルばねの第二端部が軸体の第二座部を巻き締める力が弱くなり、第二端部と第二座部との間で滑りが生じ得る。以上より、軸体に対して回転体が一方向に回転すると、これら軸体と回転体とを一体回転させることができ、軸体に対して回転体が他方向に回転すると、前記滑りにより軸体に対して回転体を空転させることができる。このため、係合子を有する一方向クラッチが無くても、クラッチ装置はその機能(一方向クラッチの機能)を備えることができ、クラッチ装置が簡素化される。
In addition, the second end of the coil spring is attached to the outer peripheral surface of the second seat in an interference fit and elastically deformable in the radial direction, and the rotor is mounted on the shaft. Rotates in one direction, the coil spring is twisted and elastically reduced in diameter, and the interference between the second end and the second seat increases, and the rotating body is rotated relative to the shaft. When the coil spring is rotated in the other direction, the coil spring is twisted to elastically expand the diameter, and the interference between the second end and the second seat decreases, and the second end and the second seat It is preferable to make it the structure which accept | permits the slip between them.
According to this configuration, for example, when the rotating body rotates in one direction with respect to the shaft by accelerating the rotating body, the coil spring is twisted in one direction, and the second end of the coil spring is the second end of the shaft Tighten the second seat further. By twisting the coil spring in one direction in this way, it is possible to absorb the rotational fluctuation that occurs between the shaft and the rotating body. On the other hand, when the rotating body is decelerated, for example, when the rotating body rotates in the other direction with respect to the shaft body, the coil spring is twisted in the opposite direction (in the other direction) to expand the diameter. The end portion weakens the force of tightening the second seat of the shaft, and slippage may occur between the second end and the second seat. As described above, when the rotating body rotates in one direction with respect to the shaft, the shaft and the rotating body can be integrally rotated, and when the rotating body rotates in the other direction with respect to the shaft, the shaft is slipped by the slip. It is possible to idle the rotating body against the body. For this reason, even if there is no one way clutch which has an engaging element, a clutch apparatus can be equipped with the function (function of one way clutch), and a clutch apparatus is simplified.
また、前記第一座部は前記回転体と別部材により構成されており、当該第一座部が当該回転体に締め代を有して嵌合することで当該第一座部と当該回転体とが一体となっているのが好ましい。このように、第一座部を回転体と別部材とすることにより、回転体の製造及びクラッチ装置の組み立ての面で有利となる。また、第一座部を回転体と別体としても、これら第一座部と回転体とを締め代を有して嵌合させて一体化するため、この一体化のための部品を増やさないで済む。なお、第一座部と回転体とを嵌合させる作業については、開かれた空間において行なうことができることから、その作業は容易である。 Further, the first seat portion is constituted by a member separate from the rotating body, and the first seat portion and the rotating body are fitted by fitting the first seat portion to the rotating body with an interference. It is preferable that and are united. Thus, by making the first seat portion separate from the rotating body, it is advantageous in terms of manufacturing of the rotating body and assembly of the clutch device. Also, even if the first seat portion is separated from the rotating body, these first seat portion and the rotating body are fitted and integrated with an interference, so the number of parts for this integration is not increased. That's it. In addition, about the operation | work which fits a 1st seat part and a rotary body, since it can do in the open space, the operation | work is easy.
また、前記第一座部は、前記第一端部の径方向外側に設けられている外円筒部と、当該第一端部の径方向内側に設けられている内円筒部と、前記外円筒部と前記内円筒部とを連結している環状部と、を有し、当該外円筒部、当該内円筒部、及び環状部により囲まれた領域の一部に、前記直線状の凹溝部が設けられており、前記軸体の軸方向一方側と前記内円筒部との間に軸受が介在しており、前記コイルばねの前記第一端部側は前記第二端部側よりも内径が大きいのが好ましい。この構成によれば、前記軸受(第一の軸受)によって軸体と回転体とを軸方向一方側において相対回転可能に支持する構成が得られる。回転体のうち、軸受が直接的に支持する部分は第一座部の内円筒部となる。そこで、コイルばねの第一端部側の内径を大きくすることで、内円筒部の径方向寸法を大きくすることが可能となり、内円筒部の剛性を確保することができる。 Further, the first seat portion is an outer cylindrical portion provided radially outside the first end portion, an inner cylindrical portion provided radially inside the first end portion, and the outer cylinder And the annular portion connecting the inner cylindrical portion, and the linear concave groove portion is formed in a part of a region surrounded by the outer cylindrical portion, the inner cylindrical portion, and the annular portion. A bearing is interposed between one axial side of the shaft and the inner cylindrical portion, and the first end side of the coil spring has an inner diameter smaller than the second end side. It is preferable to be large. According to this configuration, it is possible to obtain a configuration in which the shaft body and the rotating body are supported relatively rotatably on one side in the axial direction by the bearing (first bearing). Of the rotating body, the portion directly supported by the bearing is the inner cylindrical portion of the first seat. Therefore, by increasing the inner diameter on the first end side of the coil spring, the radial dimension of the inner cylindrical portion can be increased, and the rigidity of the inner cylindrical portion can be secured.
また、前記軸体の軸方向他方側と前記回転体の軸方向他方側との間に軸受が介在しており、前記軸受と前記コイルばねの前記第二端部との間に、前記軸体とは別体である環状部材が介在し、当該環状部材に前記第二端部が接触することで当該コイルばねの軸方向他方側への移動を阻止しているのが好ましい。この構成によれば、前記軸受(第二の軸受)によって軸体と回転体とを軸方向他方側において相対回転可能に支持する構成が得られる。また、環状部材が軸体と別体であることから、例えばコイルばねに応じて、環状部材の材質を変更したり、コーティング層が設けた環状部材を採用したりすることができる。 Further, a bearing is interposed between the other axial side of the shaft and the other axial side of the rotating body, and the shaft is interposed between the bearing and the second end of the coil spring. It is preferable that an annular member which is a separate body is interposed, and that the second end portion contacts the annular member to prevent movement of the coil spring to the other side in the axial direction. According to this configuration, it is possible to obtain a configuration in which the shaft and the rotating body are relatively rotatably supported on the other side in the axial direction by the bearing (second bearing). Further, since the annular member is separate from the shaft, the material of the annular member can be changed or an annular member provided with a coating layer can be adopted according to, for example, a coil spring.
本発明によれば、軸体及び回転体に対するコイルばねの回り止めの機能を損なうことなく、コイルばねの組み付けが容易となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the assembly | attachment of a coil spring becomes easy, without impairing the function of rotation prevention of a coil spring with respect to a shaft and a rotary body.
〔クラッチ装置の全体構成〕
図1は、本発明のクラッチ装置の一例を示す断面図である。図1に示すクラッチ装置7は、図外のオルタネータの回転軸に取り付けられるものである。クラッチ装置7は、軸体10と、回転体20と、コイルばね30とを備えている。
[Overall Configuration of Clutch Device]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the clutch device of the present invention. The clutch device 7 shown in FIG. 1 is attached to the rotating shaft of the alternator not shown. The clutch device 7 includes a
軸体10は筒形の部材であり、その内周側において図外のオルタネータが有する回転軸と連結される。回転体20は、筒形の部材であり、軸体10の径方向外側に設けられている。軸体10と回転体20とは同心状に配置されており、この配置とするために、軸体10と回転体20との間に第一の軸受と第二の軸受とが介在している。本実施形態では、前記第一の軸受は滑り軸受50であり、前記第二の軸受は転がり軸受40である。
The
コイルばね30は、軸体10と回転体20との間に設けられており、これら軸体10及び回転体20と同心状に設けられている。コイルばね30の軸方向一方側(図1では左側)の端部(この端部を「第一端部31」という。)が、回転体20の一部(第一座部19)に取り付けられており、コイルばね30の軸方向他方側(図1では右側)の端部(この端部を「第二端部32」という。)が、軸体10の一部(第二座部12)に取り付けられている。コイルばね30が軸体10と回転体20との間に組み付けられた状態(組み付け完了状態)では、コイルばね30は、軸方向に圧縮された状態となっている。コイルばね30の巻き方向は、回転体20の回転方向と一致している。
The
回転体20は、軸方向一方側の第一筒部20aと、第一筒部20aよりも内径が小さい軸方向他方側の第二筒部20bとを有している。第二筒部20bの外周側に図外のベルトを掛けるプーリ部29が設けられている。図2は、クラッチ装置7の軸方向一方側(図1において左側)を拡大して示す断面図である。第一筒部20aの内周に段付き部21が設けられており、段付き部21に環状の第一座部19が取り付けられている。第一座部19は、段付き部21の内周面21aに締め代を有して嵌合することで回転体20に固定されている。第一座部19は、段付き部21の軸方向一方側に向く環状面21bに接触することで軸方向の位置決めがされる。このように、第一座部19は回転体20と別部材により構成されており、第一座部19が回転体20に締め代を有して嵌合することで、第一座部19と回転体20とは一体となっている。
The rotating
第一座部19は、径方向外側の外円筒部22と、径方向内側の内円筒部23と、これら外円筒部22と内円筒部23とを連結している環状部24とを有している。外円筒部22及び内円筒部23は共に軸方向に短い円筒状であり、環状部24は円環状である。外円筒部22が内周面21aに締め代を有して嵌合している。第一座部19は、軸方向に圧縮弾性変形しているコイルばね30から軸方向力を受けるが、この軸方向力よりも、第一座部19が回転体20に嵌合することで生じている摩擦力(嵌合力)の方が大きく、第一座部19は回転体20から脱落しない。
The
図3は、コイルばね30の第一端部31、及び第一端部31が取り付けられた状態にある第一座部19を示す斜視図である。図4は、第一座部19の正面図である。
第一座部19について説明する。図2から図4に示すように、外円筒部22は、コイルばね30の第一端部31の径方向外側に設けられており、内円筒部23は、第一端部31の径方向内側に設けられている。外円筒部22、内円筒部23、及び環状部24により囲まれた領域に、周溝25が形成されている。周溝25に第一端部31が嵌まることで、コイルばね30は第一座部19に取り付けられている。周溝25の一部に、直線状の凹溝部27が設けられている(図4参照)。周溝25について更に説明すると、周溝25は、直線状の凹溝部27の他に、円弧状の凹溝部26を有している。以下において、円弧状の凹溝部26を「円弧凹溝部26」と呼び、直線状の凹溝部27を「直線凹溝部27」と呼ぶ。円弧凹溝部26と直線凹溝部27とは連続している。
FIG. 3 is a perspective view showing the
The
コイルばね30の第一端部31について説明する。図3に示すように、第一端部31は、第二端部32側(図1参照)から続いている螺旋状の螺旋部33と、この螺旋部33から直線状に延びている直線部34とを有している。直線部34は、螺旋部33の中心線C1の接線方向に向かって直線状に延びている。螺旋部33は巻数を1としている。螺旋部33(の大半)が、前記円弧凹溝部26に収容されている。円弧凹溝部26は、螺旋部33を径方向外側及び径方向内側それぞれに隙間e3,e4(図3参照)を有して収容している。直線部34が、前記直線凹溝部27に収容されている。直線凹溝部27は、直線部34を径方向外側及び径方向内側それぞれに隙間e1,e2(図2及び図3参照)を有して収容している。
The
図3において、コイルばね30に捻り力が作用していない状態では、直線凹溝部27の径方向外側面22aと直線部34の径方向外側面34aとの間に形成されている前記隙間e1、及び、直線凹溝部27の径方向内側面23aと直線部34の径方向内側面34bとの間に形成されている前記隙間e2は、直線部34(直線凹溝部27)の長手方向に沿って、一定となることができる。しかし、コイルばね30が捻られると、これら隙間e1,e2は変化する。つまり、コイルばね30が捻られると、直線凹溝部27の径方向外側面22aと直線部34の径方向外側面34aとは接触し、直線凹溝部27の径方向内側面23aと直線部34の径方向内側面34bとは接触する。
In FIG. 3, in a state where no torsional force is applied to the
コイルばね30が有する第一端部31の直線部34及び螺旋部33の軸方向一方側の側面は、第一座部19の環状部24の側面に接触する(直線部34について、図2参照)。図3及び図4に示すように、第一座部19の外円筒部22には、直線部34の先端35との干渉を避けるために、切欠き部28が設けられている。
The side surface of the
以上のように、第一座部19が有する外円筒部22、内円筒部23、及び環状部24により囲まれた領域が、周溝25となっており、この周溝25の一部に、直線凹溝部27が設けられている。直線凹溝部27は、径方向について隙間嵌めの状態で、コイルばね30が有する第一端部31の直線部34を収容している。このように直線部34が直線凹溝部27に収容されていることで、コイルばね30が捻られると、直線部34は直線凹溝部27の径方向に向く面、つまり、直線凹溝部27の径方向外側面22a及び径方向内側面23aに接触する。これにより、コイルばね30の第一端部31と回転体20との回転止めが成される。つまり、第一端部31は、回転体20の第一座部19との間で相対回転が不能となる。
As described above, a region surrounded by the outer
図1に示すように、コイルばね30の素線断面形状は一定であるが、コイルばね30の内径について、第一端部31側が第二端部32側よりも大きくなっている。コイルばね30のうち、第一端部31を含み第一座部19の内円筒部23の径方向外側に位置する部分36(図2参照)が、その他の第二端部32側の部分よりも、内径が大きくなっている。
As shown in FIG. 1, although the wire cross-sectional shape of the
図1において、軸体10は、軸方向に長い軸本体部11と、この軸本体部11の途中部に設けられている第二座部12とを有している。本実施形態では、軸本体部11と第二座部12とは一体であり(同一部材から構成されており)、第二座部12は軸本体部11から径方向外側に突出している。第二座部12の外周面13は、クラッチ装置7の中心軸C0を中心とする円筒面により構成されている。軸体10は、軸方向他方側に、中心軸C0を中心とする円筒面14を有し、この円筒面14に転がり軸受40の内輪41が締め代を有して嵌合して取り付けられている。
In FIG. 1, the
図5は、クラッチ装置7の軸方向他方側(図1において右側)を拡大して示す断面図である。転がり軸受40(内輪41)と第二座部12との間に環状部材15が介在している。環状部材15は、金属製の円環状の部材からなる。環状部材15は転がり軸受40と第二座部12との間に挟まれた状態となり、内輪41が円筒面14に固定されることで、環状部材15は軸方向に移動不能となる。環状部材15は、第二座部12よりも外径が大きく、外周面13よりも径方向外側に突出している。
FIG. 5 is an enlarged sectional view showing the other axial side (right side in FIG. 1) of the clutch device 7. An
第二座部12の外周面13の外径D1は、コイルばね30の第二端部32の内径D2よりも僅かに大きく(D1>D2)、これにより、第二端部32は、第二座部12(外周面13)に対して締まり嵌めの状態となって、第二座部12に取り付けられている。つまり、第二端部32は、第二座部12に締め代を有して嵌合しており、軸体10(第二座部12)に固定された状態となる。第二端部32の外径D3は、回転体20の第二筒部20bの内径D4よりも充分に小さく(D3<D4)、第二端部32と第二筒部20bとの間には筒状の空間が設けられている。このため、コイルばね30の第二端部32側は、拡径方向に弾性変形することが可能となっており、また、このように弾性変形しても第二筒部20bには非接触となる。なお、コイルばね30は(図1参照)、第一端部31側を除く他の部分(第二端部32側を含む。)では、弾性変形して拡径しても、回転体20に非接触である。以上より、コイルばね30の第二端部32は、軸体10の外周側に設けられている第二座部12の外周面13に締まり嵌めの状態で、かつ拡径方向に弾性変形可能として取り付けられている。
The outer diameter D1 of the outer
コイルばね30の第二端部32は、環状部材15の側面に接触可能である。コイルばね30は軸方向に圧縮した状態で取り付けられていることから、第二端部32が環状部材15に接触することで、コイルばね30の軸方向の弾性力を環状部材15が受け、また、環状部材15はコイルばね30の軸方向他方側への移動を阻止している。
The
図5において、転がり軸受40は、回転体20と軸体10との間に設けられており、回転体20と軸体10との相対回転を自在としている。転がり軸受40は、回転体20に固定されている外輪42、軸体10に固定されている内輪41、これら外輪42と内輪41との間に介在している複数の転動体、これら転動体を保持している環状の保持器44、及びシール45を備えている。前記転動体は玉43であり、本実施形態の転がり軸受40は深溝玉軸受である。転がり軸受40は、回転体20と軸体10との間に作用する径方向の荷重を支持可能であると共に、回転体20と軸体10との間に作用する軸方向の荷重も支持可能である。
In FIG. 5, the rolling
前記のとおり、コイルばね30は軸方向に圧縮された状態となって回転体20(第一座部19)と軸体10(第二座部12)との間に設けられていることから、このコイルばね30によって軸体10と回転体20との間に軸方向の荷重が作用している。そこで、この軸方向の荷重は転がり軸受40によって支持されている。この構成により、軸体10と回転体20とがガタつくのを防ぐことができる。コイルばね30は、第一座部19と第二座部12との間において、軸方向長さが一定となるように拘束されていることから、回転体20と軸体10との間に生じるトルクによって、コイルばね30は巻き方向に捻られると縮径方向に弾性変形し、また、巻き方向と反対方向に捻られると拡径方向に弾性変形する。
As described above, since the
図2において、滑り軸受50は、回転体20と軸体10との間に設けられており、回転体20と軸体10との相対回転を自在としている。本実施形態の滑り軸受50は、第一座部19の内円筒部23の径方向内側に設けられている環状のブッシュにより構成されている。滑り軸受50は、軸方向他方側において、回転体20と軸体10との間の径方向の荷重を支持可能である。
In FIG. 2, the
〔クラッチ装置7の機能〕
前記構成を備えているクラッチ装置7の機能について説明する。回転体20が一定速度で一方向に回転している場合、この回転体20のトルクはコイルばね30を介して軸体10に伝えられ、軸体10も回転体20と同じ速度で同じ方向に回転する(この状態を「定常回転状態」という。)。この定常回転状態では、コイルばね30は前記トルクに応じた捻り量で捻られており、非回転状態と比較して僅かに弾性変形し縮径している。この際、コイルばね30の第二端部32と軸体10の第二座部12とは締め代を有して嵌合しており、第二端部32が第二座部12を締め付ける力によってこれら第二端部32と第二座部12との間には周方向の滑りが生じず、これらは一体回転する。
[Function of Clutch Device 7]
The function of the clutch device 7 having the above configuration will be described. When the
定常回転状態から、回転体20が加速された場合、回転体20は軸体10に対して一方向(回転方向)に更に回転しようとする。このような加速側に回転変動が生じると(これを「加速回転状態」という。)、加速により増加したトルクに応じた捻り量でコイルばね30は更に捻られ、定常回転状態と比較して僅かに弾性変形し更に縮径する。このため、第二端部32が第二座部12を締め付ける力によってこれら第二端部32と第二座部12との間には周方向の滑りが生じず、これらは一体回転を継続する。このようにコイルばね30が縮径すると締め付け力の増大によって第二端部32と第二座部12との間の摩擦力(面圧)が大きくなり、第二端部32と第二座部12とが相対回転不能な状態(つまり、ロック状態)となる。そして、回転体20が加速されることによる回転変動は、コイルばね30が弾性変形することによって吸収される。これにより、プーリ部29に掛けられている図外のベルトをスリップさせたり、このベルトへ過大な負荷をかけたりするのを防ぐことが可能となる。以上のようにして、加速側の回転変動がコイルばね30によって吸収される。
When the
定常回転状態(又は加速回転状態)から、回転体20が減速された場合、回転体20は軸体10に対して他方向に回転しようとする。このような減速側に回転変動が生じると(これを「減速回転状態」という。)、コイルばね30は加速回転状態の場合と反対方向(つまり、巻き方向と反対の方向)に捻られ、定常回転状態と比較して弾性変形し拡径する。すると、第二端部32においても拡径することから、第二座部12との間における締め代が小さくなり、第二端部32による第二座部12への締め付け力が(定常回転状態よりも)小さくなって、第二端部32と第二座部12との間において周方向の滑りが生じる。このようにコイルばね30が拡径すると前記締め付け力の減少によって第二端部32と第二座部12との間の摩擦力(面圧)が小さくなり、コイルばね30と一体である回転体20と軸体10とは相対回転可能な状態(つまり、ロック解除状態)となる。つまり、回転体20は軸体10に対して空転することができる。このように、回転体20は、減速すると軸体10に対して空転することができるので、減速に起因する回転変動によってプーリ部29に掛けられている図外のベルトがスリップしたり、このベルトへ過大な負荷が作用したりするのを防ぐことが可能となる。以上のようにして、減速側の回転変動についてもコイルばね30によって解消される。
When the
以上のように、軸体10に対して回転体20が一方向(コイルばね30の巻き方向)に回転するとコイルばね30が捻られて弾性的に縮径し、第二端部32と第二座部12との間の締め代が大きくなり、第二端部32が第二座部12を巻き締める。これに対して、軸体10に対して回転体20が他方向に回転するとコイルばね30が捻られて弾性的に拡径し、第二端部32と第二座部12との間の締め代が小さくなって、第二端部32と第二座部12との間の滑りが許容される。つまり、軸体10に対して回転体20が一方向に回転すると、これら軸体10と回転体20とをばね性を持たせて一体回転させることができ、軸体10に対して回転体20が他方向に回転すると、前記滑りにより軸体10に対して回転体20を空転させることができる。このため、係合子を有する一方向クラッチが無くても、本実施形態のクラッチ装置7はその機能(一方向クラッチの機能)を備えることができる。
As described above, when the
〔本実施形態のクラッチ装置7について〕
図1に示すように、回転体20は、軸方向一方側に、コイルばね30の第一端部31を取り付ける第一座部19を有し、軸体10は、軸方向他方側に、コイルばね30の第二端部32を締まり嵌めの状態で取り付ける第二座部12を有している。第一端部31は、第二端部32側から続いている螺旋状の螺旋部33(図3参照)と、この螺旋部33からその中心線C1(図3参照)の接線方向に向かって直線状に延びている直線部34とを有している。第一座部19に直線凹溝部27が設けられており、この直線凹溝部27は、直線部34を、径方向について隙間嵌めの状態で収容している。また、第一座部19に設けられている螺旋凹溝部26は、第一端部31の螺旋部33を、径方向について隙間嵌めの状態で収容している。
[Regarding the clutch device 7 of the present embodiment]
As shown in FIG. 1, the
このように、直線凹溝部27及び螺旋凹溝部26に第一端部31が、径方向について隙間嵌めの状態で収容されることから、クラッチ装置7の組み立ての際、コイルばね30の第一端部31と回転体20(第一座部19)との組み付けが、図7に示す従来の圧入(締まり嵌め)による場合と比較して、容易となる。そして、直線凹溝部27に直線部34が収容されていることで、コイルばね30が捻られると、直線部34は直線凹溝部27の径方向に向く面(径方向外側面22a及び径方向内側面23a)に接触し、第一端部31と回転体20との回転止めが成される。これにより、軸体10と回転体20との間に回転変動が生じても、コイルばね30が捻られることで、この回転変動を吸収することが可能となる。
As described above, since the
図2において、第一座部19と回転体20とは一体であってもよいが、この場合、製造の際、先ず鍛造により成形し、次に所定形状に切削を行なう必要がある。第一座部19の内径と、回転体20の内径とは大きく異なることから、鍛造に手間を要し、また、切削量も多くなって製造工数が増加する。これに対して、本実施形態では、第一座部19は回転体20と別部材により構成されており、これらは締め代を有して嵌合することで一体となっている。このため、前記のような鍛造の手間を低減することができ、また、切削量も少なくて済む。
In FIG. 2, the
また、第一座部19を回転体20と別部材とすることにより、組み立ての面で利点がある。すなわち、図6は、クラッチ装置7の組み立て途中を示す説明図である。回転体20の内周側に軸体10を位置させる前に、軸体10の第二座部12にコイルばね30の第二端部32を締め代を有して嵌合させる。この嵌合の作業は容易である。そして、コイルばね30と一体となっている軸体10と、回転体20とを組み合わせる。この際、転がり軸受40を軸体10と回転体20との間に介在させる。これにより、図6に示す途中状態が得られる。そして、軸方向一方側から、第一座部19をコイルばね30の第一端部31に接近させ、第一端部31が有する直線部34と、周溝25が有する直線凹溝部27とを周方向について位置合わせして、第一座部19の周溝25に第一端部31を挿入する。この際、図3に示すように、第一端部31が有する螺旋部33及び直線部34と、周溝25が有する円弧凹溝部26及び直線凹溝部27との間には、径方向について隙間(e1〜e4)が設けられることから、周溝25に第一端部31を挿入する作業は容易である。そして、周溝25に第一端部31を収容した状態で、第一座部19を回転体20に嵌合させる。この嵌合の作業は容易である。
Further, by making the
このように、第一座部19を回転体20と別部材とすることにより、回転体20の製造及びクラッチ装置7の組み立ての面で有利となる。また、第一座部19を回転体20と別体としても、これら第一座部19と回転体20とを締め代を有して嵌合させて一体化するため、この一体化のための部品(例えば、ボルト)を増やさないで済む。なお、第一座部19と回転体20とを嵌合させる作業については、開かれた空間において行なうことができることから、その作業は容易である。
As described above, by making the
また、本実施形態では(図1参照)、コイルばね30の第一端部31側は第二端部32側よりも内径が大きい。これは、第一座部19の内円筒部23の径方向寸法を可及的に大きくして、剛性を確保するためである。すなわち、軸体10の軸方向一方側と、第一座部19の内円筒部23との間に、滑り軸受50が介在しており、回転体20のうち、滑り軸受50が直接的に支持する部分は第一座部19の内円筒部23である。そこで、本実施形態のように、コイルばね30の第一端部31側の内径を大きくすれば、内円筒部23の径方向寸法を大きくすることが可能となり、内円筒部23の剛性を確保することが可能となる。
Further, in the present embodiment (see FIG. 1), the
また、転がり軸受40とコイルばね30の第二端部32との間に、環状部材15が介在しており、第二端部32が環状部材15に接触することで、コイルばね30の軸方向他方側への移動を阻止している。環状部材15は軸体10と一体であってもよいが、本実施形態では、環状部材15は軸体10と別体である。このため、例えばコイルばね30に応じて、環状部材15の材質を変更したり、コーティング層が設けた環状部材15を採用したり、環状部材15の変更が容易となる。
Further, an
以上のとおり開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。つまり、本発明のクラッチ装置は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。
例えば、前記実施形態では、転がり軸受40を玉軸受として説明したが、転動体をころとしたころ軸受としてもよい。
本発明のクラッチ装置をオルタネータに設けた場合を説明したが、その他の機器に適用することもできる。
The embodiments disclosed above are illustrative and non-restrictive in every respect. That is, the clutch device of the present invention is not limited to the illustrated embodiment but may be another embodiment within the scope of the present invention.
For example, although the rolling
Although the case where the clutch apparatus of this invention was provided in the alternator was demonstrated, it is also applicable to another apparatus.
7:クラッチ装置 10:軸体 12:第二座部
13:外周面 15:環状部材 19:第一座部
20:回転体 22:外円筒部 23:内円筒部
24:環状部 27:直線凹溝部(直線状の凹溝部)
30:コイルばね 31:第一端部 32:第二端部
33:螺旋部 34:直線部 40:転がり軸受(軸受)
50:滑り軸受(軸受) C1:中心線
7: clutch device 10: shaft 12: second seat 13: outer circumferential surface 15: annular member 19: first seat 20: rotating body 22: outer cylindrical portion 23: inner cylindrical portion 24: annular portion 27: straight concave Groove (Linear concave groove)
30: coil spring 31: first end 32: second end 33: helical portion 34: straight portion 40: rolling bearing (bearing)
50: Sliding bearing (bearing) C1: Center line
Claims (5)
前記回転体は、軸方向一方側に、前記コイルばねの第一端部を取り付けている第一座部を有し、
前記軸体は、軸方向他方側に、前記コイルばねの第二端部を締まり嵌めの状態で取り付けている第二座部を有し、
前記第一端部は、前記第二端部側から続いている螺旋状の螺旋部と、当該螺旋部から当該螺旋部の中心線の接線方向に向かって直線状に延びている直線部と、を有し、
前記第一座部に、隙間嵌めの状態で前記直線部を収容している直線状の凹溝部が設けられている、クラッチ装置。 A shaft body, a cylindrical rotating body provided concentrically with the shaft body, and a coil spring provided concentrically between the shaft body and the rotating body,
The rotating body has a first seat on one side in the axial direction, to which the first end of the coil spring is attached;
The shaft has a second seat on the other axial side, the second end of the coil spring being mounted in an interference fit,
The first end portion is a helical portion continuing from the second end side, and a straight portion linearly extending from the helical portion toward a tangential direction of a center line of the helical portion; Have
The clutch device according to claim 1, wherein the first seat portion is provided with a linear concave groove portion accommodating the linear portion in a state of a clearance fit.
前記軸体に対して前記回転体が一方向に回転すると前記コイルばねが捻られて弾性的に縮径し前記第二端部と前記第二座部との間の締め代が大きくなり、
前記軸体に対して前記回転体が他方向に回転すると前記コイルばねが捻られて弾性的に拡径し前記第二端部と前記第二座部との間の締め代が小さくなって当該第二端部と当該第二座部との間の滑りを許容する、請求項1に記載のクラッチ装置。 The second end of the coil spring is attached to the outer peripheral surface of the second seat in an interference fit and elastically deformable in the radial direction,
When the rotating body rotates in one direction with respect to the shaft, the coil spring is twisted to elastically reduce the diameter, and the interference between the second end and the second seat increases.
When the rotating body rotates in the other direction with respect to the shaft body, the coil spring is twisted to elastically expand the diameter, and the interference between the second end portion and the second seat portion becomes smaller, The clutch device according to claim 1, wherein slippage between the second end and the second seat is permitted.
前記軸体の軸方向一方側と前記内円筒部との間に軸受が介在しており、
前記コイルばねの前記第一端部側は前記第二端部側よりも内径が大きい、請求項1〜3のいずれか一項に記載のクラッチ装置。 The first seat portion includes an outer cylindrical portion provided radially outward of the first end portion, an inner cylindrical portion provided radially inward of the first end portion, and the outer cylindrical portion. The linear concave groove portion is provided in a part of a region surrounded by the outer cylindrical portion, the inner cylindrical portion, and the annular portion. Yes,
A bearing is interposed between one axial side of the shaft and the inner cylindrical portion,
The clutch device according to any one of claims 1 to 3, wherein the first end side of the coil spring has a larger inner diameter than the second end side.
前記軸受と前記コイルばねの前記第二端部との間に、前記軸体とは別体である環状部材が介在し、当該環状部材に前記第二端部が接触することで当該コイルばねの軸方向他方側への移動を阻止している、請求項1〜4のいずれか一項に記載のクラッチ装置。 A bearing is interposed between the other axial side of the shaft and the other axial side of the rotor,
An annular member separate from the shaft is interposed between the bearing and the second end of the coil spring, and the second end contacts the annular member, thereby the coil spring The clutch apparatus as described in any one of Claims 1-4 which has blocked the movement to the other axial direction side.
Priority Applications (1)
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JP2017225890A JP2019094994A (en) | 2017-11-24 | 2017-11-24 | Clutch device |
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