JP5359281B2 - 一方向クラッチ内蔵型プーリ装置 - Google Patents

一方向クラッチ内蔵型プーリ装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5359281B2
JP5359281B2 JP2009000737A JP2009000737A JP5359281B2 JP 5359281 B2 JP5359281 B2 JP 5359281B2 JP 2009000737 A JP2009000737 A JP 2009000737A JP 2009000737 A JP2009000737 A JP 2009000737A JP 5359281 B2 JP5359281 B2 JP 5359281B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pulley
clutch
sleeve
peripheral surface
way clutch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009000737A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2010159778A (ja
Inventor
恵久 今村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NSK Ltd filed Critical NSK Ltd
Priority to JP2009000737A priority Critical patent/JP5359281B2/ja
Publication of JP2010159778A publication Critical patent/JP2010159778A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5359281B2 publication Critical patent/JP5359281B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Pulleys (AREA)

Description

本発明は、一方向クラッチ内蔵型プーリ装置に関し、より詳細には、エンジンのクランク軸の動力によって駆動されるオルタネータ、パワーステアリング用ポンプ、水ポンプ、エアコン用コンプレッサ等の補機類を回転駆動するためのベルト駆動機構中に組み込んだ状態で利用される一方向クラッチ内蔵型プーリ装置に関する。
従来、自動車の駆動用エンジンを駆動源として種々の補機が駆動されており、例えば自動車に必要な発電を行なうオルタネータを駆動する際には、一方向クラッチが組み込まれたクラッチ内蔵型プーリ装置を使用することが知られている(例えば、特許文献1及び2参照。)。
一方向クラッチは、内輪と外輪との間に楔空間を構成するように、内輪或いは外輪にカム面を有し、楔空間に配置されたローラの係脱によって、ロック状態とオーバーラン状態とを繰り返す。楔空間に配置される各ローラは、保持器に形成された複数のポケット内に収容されており、保持器に係止されたばねによって、楔作用を発揮する方向、即ちロック方向に弾性的に押圧される。
特開2001−349413号公報 特開2003−232433号公報
ところで、最近の自動車における消費電力の増大による発電力不足を補うため、オルタネータの回転数は高回転化する傾向にある。オルタネータを高回転とするためには、オルタネータの駆動プーリは小径化される。
一方、上述したクラッチ内蔵型プーリ装置のクラッチ部のグリースは、係合と空転を繰り返すうちにローラの運動によってローラの周囲のグリースが排除され、クラッチ機能に関する部分のグリース量は微量となり、カム面はグリース油膜がある部分と金属接触した部分が混在した状態となる。
この金属接触した部分からすべり摩擦が生じた場合、クラッチプーリの自励振動系の振動周波数と、従動プーリ及びこれに圧入された部材の固有振動数が近いと共振が発生し、空転時に共振音が発生するという問題があった。
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来のものと構造を大きく変更することなく、空転時に共振音の発生を防ぐことができる一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を提供することにある。
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
(1) 回転軸に外嵌固定自在なスリーブと、
前記スリーブの径方向外側に該スリーブと同心に配置されたプーリと、
前記スリーブの外周面と前記プーリの内周面との間に設けられ、前記スリーブの外周面に圧入固定されるクラッチ内輪と、前記プーリの内周面に圧入固定されるクラッチ外輪と、前記クラッチ内輪の外周面と前記クラッチ外輪の内周面との間に配置される係合子である複数のローラと、前記複数のローラを個別に収容する複数のポケットを有すると共に前記クラッチ内輪及び前記スリーブと共に一体に回転する保持器と、前記ローラを弾性的に押圧するばねと、を備え、前記クラッチ内輪の外周面は、複数のランプ部が円周方向に所定の間隔で形成されたカム面をなしており、前記ローラは前記クラッチ外輪の円筒面と前記ランプ部とから形成される楔空間に回動可能に保持されており、前記プーリと前記スリーブの一方が他方に対して所定の方向に相対回転する傾向となる場合のみ、前記プーリと前記スリーブとの間で回転力を伝達する一方向クラッチと、
前記スリーブの外周面と前記プーリの内周面との間で前記一方向クラッチに対して軸方向に離間した位置に設けられ、前記プーリに加わるラジアル荷重を支承しつつ前記プーリと前記スリーブとの相対回転を可能とするサポート軸受と、を備える一方向クラッチ内蔵型プーリ装置であって、
前記プーリ及び前記クラッチ外輪からなる固有振動系の固有振動数は、前記ローラの質量をM、前記ばねのばね定数をk1、前記ローラと前記ランプ部との接触部の円周方向ばね定数をk2、前記ローラと前記円筒面との接触部の円周方向ばね定数をk3、とし、さらに、k1、k2、k3の合計ばね定数をkとしたとき、F=1/2π×√(k/M)で求められる前記プーリ装置の自励振動系の振動周波数と異なることを特徴とする一方向クラッチ内蔵型プーリ装置。
(2) 前記固有振動系の固有振動数は、有限要素法によって求められ、
前記プーリの質量を変更することによって、前記固有振動系の固有振動数と、前記プーリ装置の自励振動系の振動周波数と、を異ならせることを特徴とする(1)に記載の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置。
(3) 前記固有振動系の固有振動数は、5.5〜6.5kHzから外して設定されることを特徴とする(1)又は(2)に記載の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置。
本発明の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置によれば、前記プーリ及び前記プーリに圧入される部材からなる固有振動系の固有振動数は、前記プーリ装置の自励振動系の振動周波数と異なるように設計することで、空転時の共振音の発生を事前に防止することができる。
本発明の一実施形態である一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の縦断面図である。 自励振動系のばね定数を説明するための一方向クラッチの概略断面図である。 固有振動系としてのプーリとクラッチ外輪とを示す断面図である。
以下、本発明の一実施形態に係る一方向クラッチ内蔵型プーリ装置について図面を参照して詳細に説明する。
図1に示すように、一方向クラッチ内蔵型プーリ装置10は、オルタネータ等の補機の回転軸(図示せず)が螺合して内嵌固定自在なスリーブ11と、スリーブ11の径方向外側にスリーブ11と同心に配設され、外周面にベルト溝12aが形成されたプーリ12とを備えている。ベルト溝12aには、エンジンのクランク軸に固定された駆動プーリ(図示せず)に懸架された駆動ベルト(図示せず)が掛け渡されている。
また、スリーブ11の軸方向中間部における外周面とプーリ12の軸方向中間部における内周面との間には、一方向クラッチ13が配置されており、一方向クラッチ13に対して軸方向に離間した位置となる、スリーブ11の軸方向両端部における外周面とプーリ12の軸方向両端部における内周面との間には、一対のサポート軸受14,14が配置されている。一方向クラッチ13は、プーリ12がスリーブ11に対して所定方向に相対回転する傾向となる場合のみ、プーリ12とスリーブ11との間で回転力を伝達する。
サポート軸受14,14は、深溝玉軸受等が使用されており、プーリ12に加わるラジアル荷重を支承しつつ、スリーブ11とプーリ12との相対回転を可能とする。即ち、これら各サポート軸受14,14は、スリーブ11の外周面に外嵌固定される内輪23,23と、プーリ12の内周面に内嵌固定される外輪24,24と、内輪23の内輪軌道面23a,23aと外輪24,24の外輪軌道面24a,24aとの間にそれぞれ複数個ずつ転動自在に設けた転動体である玉25,25とからなる。又、外輪24、24の両端部内周面に形成した係止溝24b,24bに、それぞれシール26,26を装着することにより、各玉25,25を設置した空間の両端開口部を塞いでいる。
一方向クラッチ13は、スリーブ11の外周面に圧入固定されるクラッチ内輪15と、プーリ12の内周面に圧入固定されるクラッチ外輪16と、クラッチ内輪15の外周面と
クラッチ外輪16の内周面との間に配置される係合子である複数のローラ17とを備える。クラッチ内輪15の外周面は、複数のランプ部15aが円周方向に所定の間隔で形成されたカム面をなしており、ローラ17はクラッチ外輪16の円筒面16aと各ランプ部15aとから形成される楔空間に回動自在に保持されている。
また、一方向クラッチ13は、各ローラ17を個別に収容する複数のポケットを有すると共に、クラッチ内輪15及びスリーブ11と共に一体に回転する保持器18と、各ローラ17を楔空間の係合する方向に弾性的に押圧するばね19とを有している。ばね19は、保持器18に保持されており、各ローラ17と接触して、各ローラ17をロック方向、即ち、ランプ部15aの溝の浅い側に向けて押圧している。
このように構成された一方向クラッチ内蔵型プーリ装置10は、プーリ12の回転角速度が回転軸の回転角速度より速い場合、即ち、クラッチ外輪16がクラッチ内輪15に対して所定の方向に相対回転する傾向となる場合には、ローラ17が楔作用によってクラッチ外輪16の円筒面とクラッチ内輪15のランプ部15aとの間の楔空間に噛み込まれて、クラッチ外輪16とクラッチ内輪15との間で各ローラ17を介して回転力が伝達自在となる。これにより、プーリ12とスリーブ11とが相対回転不能(ロック状態)となり、エンジンの回転力が回転軸に伝達される。一方、プーリ12の回転角速度が回転軸の回転角速度より遅い場合には、ローラ17の噛み込みが解除されて、プーリ12とスリーブ11との相対回転が自在(オーバーラン状態)となる。
ここで、従来のプーリ装置において、空転時に発生する共振音の周波数は約5.5kHzであり、これは、プーリ装置10の自励振動系、即ち、一方向クラッチ13の振動周波数(約5.5〜6.5kHz)がプーリ12及びプーリ12に圧入されるクラッチ外輪16とからなる固有振動系による固有振動数と近い場合に、共振音を発生することがわかった。このため、本実施形態では、空転時の共振音の発生を防止するため、プーリ12及びプーリ12に圧入されるクラッチ外輪16とからなる固有振動系による固有振動数を、プーリ装置10の自励振動系の振動周波数と異なるように設定している。
異音発生の主たる振動系は、ローラ17と外輪接触部の滑り摩擦による自励振動と推定され、プーリ装置10の自励振動系の振動周波数Fは、図2を参照して、ローラ17の質量をM、ばね19と接触部の円周方向ばね定数k1、k2、k3の合成ばね定数をkとすると、以下の式(1)で与えられる。
Figure 0005359281
・・・(1)
接触部におけるばね定数k2、k3は非線形ばねであり、ローラ17がオーバーラン状態において楔空間から抜けようとすると、接触面圧が低下してk2、k3が減少する。このため、回転数が増加してローラが抜ける方向の接線力が大きくなると、k2、k3が減少して合成ばね定数kが減少し、その結果、自励振動周波数Fが低下すると推定される。空転時に発生する共振音の周波数測定において生じる11kHzの振動は、上記自励振動系が非線形振動のために正弦波形にならずに、5.5kHzの高調波成分(倍数成分)が派生したと考えられる。
また、自励振動系は、プーリ12とクラッチ外輪16との固有振動系に係合しているため、固有振動系が6kHz近辺であると、自励振動系が振動を持続しやすい状態、すなわち、ローラ17がクラッチ内外輪15,16間で、付かず離れずの状態となり振動しやす
い。このため、固有振動系の固有振動数を約5.5〜6.5kHzから外すように設計することで、自励振動系の同調が困難になり、振動が消滅する。従って、本実施形態では、プーリ装置10の自励振動系の振動周波数Fに対して0.5kHzより大きく離れるように、固有振動系の固有振動数が設定される。
固有振動系の固有振動数を自励振動系の振動周波数と異ならせるためには、例えば、プーリ12の質量を変更すればよく、プーリ12に肉抜きを施したり、樹脂などの材料を使ったりして軽くしてもよいし、材料によって重くなるようにしてもよい。具体的には、図3に示すように、プーリ12とクラッチ外輪16からなる固有振動系の固有振動数を有限要素法等によって求め、自励振動周波数と比較する。
従って、本実施形態の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置10によれば、プーリ12及びプーリ12に圧入されるクラッチ外輪16の固有振動系の固有振動数を、プーリ装置10の自励振動系の振動周波数と異なるように設計することにより、空転時の共振音の発生を事前に防止することができる。また、該設計は、プーリ12の質量を変更することで行われることから、従来のものと構造を大きく変更する必要がない。
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
本発明の一方向クラッチは、本実施形態のローラクラッチに限定されるものでなく、スプラグクラッチやカムクラッチ等の他の形式のものであってもよい。
また、本発明のサポート軸受は、本実施形態の深溝玉軸受に限定されるものでなく、種々の形式の転がり軸受であってもよい。
なお、本実施形態は、固有振動系をプーリとクラッチ外輪とから構成されるものとしたが、プーリに圧入される部材であるサポート軸受の外輪を含めて構成されるものとしてもよい。
10 一方向クラッチ内蔵型プーリ装置
11 スリーブ
12 プーリ
13 一方向クラッチ
14 サポート軸受
15 クラッチ内輪
16 クラッチ外輪
17 ローラ
18 保持器
19 ばね

Claims (3)

  1. 回転軸に外嵌固定自在なスリーブと、
    前記スリーブの径方向外側に該スリーブと同心に配置されたプーリと、
    前記スリーブの外周面と前記プーリの内周面との間に設けられ、前記スリーブの外周面に圧入固定されるクラッチ内輪と、前記プーリの内周面に圧入固定されるクラッチ外輪と、前記クラッチ内輪の外周面と前記クラッチ外輪の内周面との間に配置される係合子である複数のローラと、前記複数のローラを個別に収容する複数のポケットを有すると共に前記クラッチ内輪及び前記スリーブと共に一体に回転する保持器と、前記ローラを弾性的に押圧するばねと、を備え、前記クラッチ内輪の外周面は、複数のランプ部が円周方向に所定の間隔で形成されたカム面をなしており、前記ローラは前記クラッチ外輪の円筒面と前記ランプ部とから形成される楔空間に回動可能に保持されており、前記プーリと前記スリーブの一方が他方に対して所定の方向に相対回転する傾向となる場合のみ、前記プーリと前記スリーブとの間で回転力を伝達する一方向クラッチと、
    前記スリーブの外周面と前記プーリの内周面との間で前記一方向クラッチに対して軸方向に離間した位置に設けられ、前記プーリに加わるラジアル荷重を支承しつつ前記プーリと前記スリーブとの相対回転を可能とするサポート軸受と、を備える一方向クラッチ内蔵型プーリ装置であって、
    前記プーリ及び前記クラッチ外輪からなる固有振動系の固有振動数は、前記ローラの質量をM、前記ばねのばね定数をk1、前記ローラと前記ランプ部との接触部の円周方向ばね定数をk2、前記ローラと前記円筒面との接触部の円周方向ばね定数をk3、とし、さらに、k1、k2、k3の合計ばね定数をkとしたとき、F=1/2π×√(k/M)で求められる前記プーリ装置の自励振動系の振動周波数と異なることを特徴とする一方向クラッチ内蔵型プーリ装置。
  2. 前記固有振動系の固有振動数は、有限要素法によって求められ、
    前記プーリの質量を変更することによって、前記固有振動系の固有振動数と、前記プーリ装置の自励振動系の振動周波数と、を異ならせることを特徴とする請求項1に記載の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置。
  3. 前記固有振動系の固有振動数は、5.5〜6.5kHzから外して設定されることを特徴とする請求項1又は2に記載の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置。
JP2009000737A 2009-01-06 2009-01-06 一方向クラッチ内蔵型プーリ装置 Expired - Fee Related JP5359281B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009000737A JP5359281B2 (ja) 2009-01-06 2009-01-06 一方向クラッチ内蔵型プーリ装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009000737A JP5359281B2 (ja) 2009-01-06 2009-01-06 一方向クラッチ内蔵型プーリ装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010159778A JP2010159778A (ja) 2010-07-22
JP5359281B2 true JP5359281B2 (ja) 2013-12-04

Family

ID=42577089

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009000737A Expired - Fee Related JP5359281B2 (ja) 2009-01-06 2009-01-06 一方向クラッチ内蔵型プーリ装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5359281B2 (ja)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61963A (ja) * 1984-06-14 1986-01-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd フロツピ−デイスク装置のヘツド支持装置
JP3557265B2 (ja) * 1994-12-28 2004-08-25 Ntn株式会社 アイドラプーリ
JPH0914301A (ja) * 1995-06-27 1997-01-14 Ntn Corp 一方向クラッチ
JP3242011B2 (ja) * 1996-05-10 2001-12-25 アイシン高丘株式会社 ディスクロータ
JPH11287260A (ja) * 1998-04-02 1999-10-19 Koyo Seiko Co Ltd 一方向クラッチ
JP4431249B2 (ja) * 2000-04-12 2010-03-10 バンドー化学株式会社 一方向クラッチ
JP2002048166A (ja) * 2000-08-04 2002-02-15 Kawasaki Heavy Ind Ltd 車両用ディスクブレーキ装置のディスクロータ

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010159778A (ja) 2010-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105074282A (zh) 单向离合器内置型带轮装置
JP2006226318A (ja) 一方向クラッチ内蔵型プーリ装置
JP5359281B2 (ja) 一方向クラッチ内蔵型プーリ装置
JP2013257024A (ja) 一方向クラッチ内蔵型プーリ装置
JP2005326000A (ja) 一方向クラッチおよびクラッチ内蔵型プーリ装置
JP5045644B2 (ja) 一方向クラッチ及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置
JP2010185547A (ja) 一方向クラッチ内蔵型プーリ装置
JP5359280B2 (ja) 一方向クラッチ内蔵型プーリ装置
JP2008185108A (ja) プーリユニット
JP4899343B2 (ja) 一方向クラッチ内蔵型プーリ装置
JP2004225751A (ja) 一方向クラッチ内蔵型プーリ装置
JP2007162814A (ja) 一方向クラッチ内蔵型プーリ装置
JP2007040376A (ja) 一方向クラッチおよび一方向クラッチ内蔵型プーリ装置
JPH1163170A (ja) オルタネータ用ローラクラッチ内蔵型プーリ装置
JP2007085398A (ja) 一方向クラッチ内蔵型プーリ装置
JP2006002837A (ja) 一方向クラッチおよび一方向クラッチ内蔵型プーリ装置
JP5169874B2 (ja) 一方向クラッチ内蔵型プーリ装置
JP2005321036A (ja) クラッチ内蔵型プーリ装置
JP2005282757A (ja) 一方向クラッチおよび一方向クラッチ内蔵型プーリ装置
JP2005207486A (ja) 一方向クラッチ
JP2008223910A (ja) プーリ装置
JP2005299825A (ja) 一方向クラッチおよび一方向クラッチ内蔵型プーリ装置
JP2007170492A (ja) 一方向クラッチ及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置
JP2007032665A (ja) 一方向クラッチ内蔵型プーリ装置
JP2008106822A (ja) 一方向クラッチ及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20111028

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120809

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120814

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121009

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130319

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130517

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130806

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130819

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5359281

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees