【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、入力側部材の一方向の回転を出力側部材に伝達すると共に、出力側部材の回転速度が入力側部材の回転速度を上回った場合に、入力側部材から出力側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。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車のエンジンにおいては、爆発行程時に駆動エネルギが発生するため、クランクシャフトは一回転中において角速度が変化する。そのようなクランクシャフトの回転をベルト伝動装置によってオルタネータ等の慣性力の大きなエンジン補機を駆動した場合、クランクシャフトの角速度の低下時に、エンジン補機の回転軸の回転速度が上回ると、その回転軸に取付けられたプーリとベルトとの間でスリップが生じる。
【０００３】
また、エンジンを高速回転状態から急減速した場合、オルタネータ等のエンジン補機は慣性力によって高速回転を続けようとするため、上記と同様にプーリとベルトとの間でスリップが生じ、そのスリップ時に異音が発生し、あるいはベルトが摩耗して耐久性が低下する。
【０００４】
そのような不都合を解消することができるクラッチプーリ装置を本件出願人は既に提案している（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−１１９５０９号（第５〜７頁、図２）
【０００６】
上記公報に記載されたクラッチプーリ装置においては、図６に示すように、クランクシャフトの回転がベルトを介して伝達されるプーリ２１の内側にエンジン補機の回転軸に取付けられるプーリハブ２２を設け、上記プーリ２１とプーリハブ２２とを軸受２３によって相対的に回転自在に支持している。
【０００７】
また、プーリ２１の内周に環状の内向き突出部２４を設け、一方、プーリハブ２２の外周には上記内向き突出部２４と軸方向で対向する環状の外向き突出部２５を形成し、この外向き突出部２５と内向き突出部２４の対向面に、上記両突出部２４、２５に跨がって軸方向に延びるスプリング収納空間２６を設け、そのスプリング収納空間２６内に組込まれたコイルスプリングから成るクラッチばね２７の外径面をスプリング収納空間２６の外周壁内面に形成されたクラッチ面２８ａ、２８ｂにそれぞれ弾性接触させるようにしている。
【０００８】
上記クラッチプーリ装置においては、ベルトとの接触によって一方向に回転するプーリ２１の回転時にクラッチばね２７を拡径させてクラッチ面２８ａ、２８ｂに対する係合力を高め、そのクラッチばね２７を介してプーリ２１の回転をプーリハブ２２に伝えるようにしている。
【０００９】
また、プーリハブ２２の回転速度がプーリ２１の回転速度より上回った場合に、クラッチばね２７を縮径させてクラッチ面２８ａ、２８ｂに対する係合力を弱め、クラッチばね２７とクラッチ面２８ａ、２８ｂの接触部で滑りを生じさせて、プーリハブ２２からプーリ２１側への回転伝達を遮断し、プーリ２１とベルトとの間で滑りが生じるのを防止するようにしている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図６に示すクラッチプーリ装置においては、内向き突出部２４に形成されたクラッチ面２８ａと外向き突出部２５に形成されたクラッチ面２８ｂのそれぞれにクラッチばね２７の外周面を弾性接触させる必要があるため、巻数の多い軸方向長さの長いクラッチばね２７を必要とし、クラッチプーリ装置の軸方向長さが長くなるという不都合があった。
【００１１】
また、クラッチばね２７は、軸方向に並ぶクラッチ面２８ａ、２８ｂに跨がる配置であるため、トルク伝達時には、各クラッチ面２８ａ、２８ｂの対向端のエッジがクラッチばね２７に当接してクラッチばね２７にエッジロードが作用し、大きなトルクの伝達時に、そのエッジロードによってクラッチばね２７が破損するおそれがあった。
【００１２】
さらに、内向き突出部２４と外向き突出部２５に跨がってスプリング収納空間２６を設け、そのスプリング収納空間２６内にクラッチばね２７を組込む複雑な構造であるため、組立て性が悪いという不都合があった。
【００１３】
この発明の課題は、巻数の少ない軸方向長さのクラッチばねによって入力側部材の回転を出力側部材に伝達することができるようにした軸方向長さのコンパクトな簡単な構造の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。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明においては、入力側部材の内周に円筒形のクラッチ面を設け、入力側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側部材を、出力軸と、その外側に嵌合されて回り止めされた合成樹脂の成形品から成るスリーブとで形成し、そのスリーブと前記入力側部材間に組込まれたクラッチばねの外周を前記クラッチ面に弾性接触し、前記スリーブの一端面にはスリーブ外周面において開口するうず巻溝と、そのうず巻溝の閉塞端に連続する係合溝とを形成し、前記クラッチばねの一端のコイル部をうず巻溝に挿入し、そのコイル部の端に設けられたフックを前記係合溝に係合させ、前記クラッチばねの一端のコイル部とうず巻溝の内面との接触部に、コイル部の周方向の動きを抑制する大きさの摩擦抵抗を付与した構成を採用したのである。
【００１５】
上記のように、入力側部材の内周に形成された円筒形のクラッチ面に弾性接触するクラッチばねの一端部を出力側部材のスリーブに係止することによって、巻数の少ない軸方向長さの短いクラッチばねを採用することができ、スプリングクラッチの軸方向長さのコンパクト化を図ることができる。
【００１６】
また、入力側部材のクラッチ面にはクラッチばねと弾性接触する部分にエッジが存在しないため、入力側部材から出力側部材への回転トルクの伝達時に、クラッチばねの外周面にエッジロードが作用するという不都合の発生はなく、エッジロードによるクラッチばねの破損を防止することができる。
【００１７】
ここで、スリーブに形成されたうず巻溝に対するクラッチばねのコイル部のはめ合いを、コイル部の内径面とうず巻溝の内面間に隙間が形成されるルーズなはめ合いとすることによって組込み性を高めることができるが、クラッチばねが拡径するトルク伝達時、衝撃荷重や過大荷重が繰り返し作用すると、うず巻溝に挿入されたコイル部が周方向に動き、フックから係止溝の内面に衝撃力が付与されて、スリーブを破損させるおそれが生じる。
【００１８】
しかし、この発明では、コイル部とうず巻溝の内面の接触部に、コイル部の周方向の動きを抑制する大きさの摩擦抵抗を付与しているため、クラッチばねの拡径によるトルク伝達時にコイル部が周方向に動くのを防止することができる。このため、フックから係合溝の内面に衝撃力が付与されることがなく、スリーブの破損を未然に防止し、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。
【００１９】
ここで、コイル部の動きを抑制する摩擦抵抗の付与方法として、うず巻溝とコイル部のはめ合いを締め代をもつタイトなはめ合いとする方法や、うず巻溝にルーズに挿入されたコイル部の前記うず巻溝の外径側内面と接触する外径面の表面粗さＲａを０．１７以上とする方法等を採用することができる。
【００２０】
また、係合溝に代えて、ストッパ嵌合凹部を形成し、そのストッパ嵌合凹部に金属製のストッパを嵌合し、そのストッパによってコイル部の端のフックを支持することにより、衝撃荷重や繰り返しの過大荷重によってコイル部が周方向にずれ動いた際に、フックはストッパに衝撃を加えることになり、その衝撃力はストッパ嵌合凹部とストッパの接触面で支持されるためスリーブの破損防止に効果を挙げることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図１乃至図５に基づいて説明する。図１乃至図３は、この発明に係るスプリングクラッチを採用したクラッチプーリ装置を示す。このクラッチプーリ装置は、入力側部材としてのプーリ１と、そのプーリ１の内側に組込まれた出力側部材としてのプーリハブ２とを有し、前記プーリハブ２は、金属から成る出力軸２ａとその外側に設けられたスリーブ２ｂとから成る。
【００２２】
スリーブ２ｂは合成樹脂の成形品から成っている。クラッチプーリ装置が高温の条件下で使用される場合、耐熱性に優れた合成樹脂を用いるようにする。そのような合成樹脂として、耐熱性ポリアミド、例えば、６６ナイロンや４６ナイロンなどの脂肪族系ポリアミドや６Ｔナイロン、６／６Ｔナイロン、ＭＸＤナイロン、９Ｔナイロンなどの芳香族系ポリアミドを挙げることができる。これらのナイロンには、衝撃性と耐熱性を向上させるため、炭化水素エラストマー成分などを配合してもよい。
【００２３】
また、スリーブ２ｂの吸水による強度低下を防ぐため、スリーブ２ｂの樹脂材料に耐熱性ポリアミドを用い、これに、グラスファイバー（ＧＦ）やカーボンファイバ（ＣＦ）などの繊維状補強材やチタン酸カリウムなどの各種ウィスカー、炭酸カルシウム、ミネラルなどの粉末状充填材を混入してもよい。
【００２４】
さらに、スリーブ２ｂの高温対策として、スリーブ２ｂを形成する樹脂材料にフェノール系酸化防止剤やＣｕＩ、ＫＩなどのよう素化合物、アミン系酸化防止剤、ハロゲン化銅などの熱老化防止剤を添加するようにしてもよい。
【００２５】
スリーブ２ｂは外周面の両端部に鍔３ａ、３ｂを有し、その鍔３ａ、３ｂ間に軸方向に延びる溝状のグリース溜り４が周方向に等間隔に形成されている。
【００２６】
図３に示すように、出力軸２ａとスリーブ２ｂ間には相対的に回り止めする回り止め機構５が設けられている。回り止め機構５は、出力軸２ａの外周周方向に軸方向に延びる複数の回り止め突条６を形成し、各突条６をスリーブ２ｂの内周に形成された回り止め溝７に圧入している。
【００２７】
なお、図で詳細を省略したが、スリーブ２ｂの内周に形成された回り止め溝７の周方向で対向する側面は、回り止め溝７の幅寸法が開口端から閉塞端に至るに従って次第に狭くなるテーパ面７ａとされている。一方、突条６の両側面も上記テーパ面７ａに適合するテーパ面６ａとされて、回り止め溝７に回り止め突条６を容易に圧入し得るようにしている。また、回り止め突条６を回り止め溝７は周方向に締め代をもつ圧入とされている。回り止め突条６と回り止め溝７は径方向にも締め代を設けるようにしてもよい。
【００２８】
図１に示すように、プーリ１の内周とプーリハブ２の外周間に形成された環状空間の一端開口は、プーリ１とプーリハブ２とを相対的に回転自在に支持する片シール軸受８によって閉塞されている。また、上記環状空間の他端の開口はシール部材９によって閉塞され、そのシール部材９と片シール軸受８間にグリース封入空間１０が形成されている。
【００２９】
プーリ１にはグリース封入空間１０の外周壁内周に円筒状のクラッチ面１１が形成されている。一方、グリース封入空間１０内にはコイルスプリングから成るクラッチばね１２が組込まれている。
【００３０】
クラッチばね１２は断面が角形の線材から成り、そのクラッチばね１２は自然状態において外径がクラッチ面１１の内径より大径とされ、縮径された状態でグリース封入空間１０内に組込まれて、外周面がクラッチ面１１に弾性接触している。
【００３１】
図１及び図２に示すように、プーリハブ２を形成するスリーブ２ｂの片シール軸受８側に位置する一端面には、フランジ３ａの外周面において開口するうず巻溝１３が形成され、そのうず巻溝１３の閉塞端に内向きの係合溝１４が設けられている。
【００３２】
クラッチばね１２の一端のコイル部１２ａは上記うず巻溝１３に嵌合され、その一端に設けられたフック１５が係合溝１４に係合されている。
【００３３】
ここで、うず巻溝１３に対するコイル部１２ａのはめ合いは締め代をもつタイトなはめ合いとされて、コイル部１２ａとうず巻溝１３の接触部に大きな摩擦抵抗が付与され、その摩擦抵抗は、クラッチばね１２の拡径によるトルク伝達時に、衝撃荷重や繰り返しの過大荷重が作用してもコイル部１２ａが周方向に動くことのない大きさとされている。
【００３４】
実施の形態で示すクラッチプーリ装置は上記の構造から成り、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の外周にかけられるベルトを介してクランクシャフトの回転をプーリ１に伝達する。
【００３５】
上記のような使用状態において、クランクシャフトの回転がプーリ１に伝達されると、クラッチばね１２は、クラッチ面１１と接触により拡径して、クラッチ面１１に対する圧接係合力が増大し、そのクラッチばね１２を介してプーリ１の回転がプーリハブ２に伝達され、オルタネータの回転軸が回転される。
【００３６】
オルタネータの回転軸の回転時、ベルトの移動速度が低下し、オルタネータの回転軸を駆動するプーリハブ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１２が縮径してクラッチ面１１に対する圧接係合力が弱くなり、クラッチばね１２とクラッチ面１１の接触部において滑りが生じ、プーリハブ２の回転がプーリ１に伝達されず、プーリ１はフリー回転する。
【００３７】
このため、プーリ１とベルトの接触部において滑りが防止される。
【００３８】
ここで、プーリ１からプーリハブ２に回転が伝達されてプーリ１とプーリハブ２とが回転するとき、グリース封入空間１０およびグリース溜り４に充填されたグリースは遠心力により外径方向に移動してクラッチばね８とクラッチ面１１の接触部を潤滑する。
【００３９】
実施の形態で示すように、クラッチばね１２の一端のコイル部１２ａをスリーブ２ｂに形成されたうず巻溝１３内にタイトに嵌合し、その一端に設けられたフック１５をうず巻溝１３の閉塞端に形成された係合溝１４に係止することによって、プーリ１からクラッチばね１２に伝達される回転をプーリハブ２に確実に伝達することができると共に、クラッチばね１２はクラッチ面１１にのみ弾性接触させるだけでよいため、クラッチばね１２として巻数の少ないクラッチばね１２を採用することができる。このため、クラッチプーリ装置の軸方向長さのコンパクト化を図ることができる。
【００４０】
また、クラッチばね１２が弾性接触するクラッチ面１１は円筒状であってエッジが存在しないため、プーリ１からプーリハブ２への回転伝達時に、クラッチばね１２の外周面にエッジロードが作用するという不都合の発生はなく、エッジロードによるクラッチばね１２の破損を防止することができる。
【００４１】
さらに、クラッチばね１２の一端のコイル部１２ａをスリーブ２ｂに形成されたうず巻溝１３に締め代をもつタイトなはめ合いとすることによって、クラッチばね１２の拡径によるプーリ１からプーリハブ２への回転トルクの伝達時、クラッチばね１２に衝撃荷重や過大荷重が繰り返し作用しても、コイル部１２ａは周方向に移動することはない。
【００４２】
このため、フック１５の折曲げ部に応力が集中することはなく、フック１５の破損を防止することができると共に、フック１５が係合溝の内面に衝撃力を加えることもないため、スリーブ２ｂの破損を未然に防止することができ、耐久性に優れたクラッチプーリ装置を得ることができる。
【００４３】
因みに、うず巻溝１３とクラッチばね１２のコイル部１２ａのはめ合いを締め代をもつタイトなはめ合いとしたクラッチプーリ装置と、上記はめ合いをルーズなはめ合いとしたクラッチプーリ装置とを用意して、スリーブ２ｂの耐久試験を行なったところ表１に示す結果を得た。
【００４４】
【表１】
【００４５】
表１から明らかなように、うず巻溝１３とコイル部１２ａのはめ合いをタイトなはめ合いとすることにより、スリーブ２ｂの破損防止に効果を挙げることが理解できる。
【００４６】
実施の形態で示すように、クラッチばね１２の一端のコイル部１２ａをスリーブ２ｂに連結することにより、クラッチばね１２の他端部に捩り力を付与することによって、クラッチばね１２を簡単に縮径させることができクラッチばね１２をプーリ１内に簡単に組込むことができ、クラッチプーリ装置の組立ての容易化を図ることができる。
【００４７】
図２に示す実施形態では、うず巻溝１３に対するコイル部１２ａのはめ合いを締め代をもつタイトなはめ合いとしてコイル部１２ａの移動を抑制するようにしたが、うず巻溝１３に対するコイル部１２ａのはめ合いを、コイル部１２ａの内径面とうず巻溝１３の内径側内面間に隙間をもつルーズなはめ合いとし、前記コイル部１２ａのうず巻溝１３の外径側内面と接触する外径面の表面粗さＲａを０．１７μｍ以下として、うず巻溝１３との接触部に作用する摩擦抵抗により、コイル部１２ａの周方向のずれ動きを防止するようにしてもよい。
【００４８】
因みに、コイル部１２ａの表面粗さが異なる複数のクラッチばね１２を用意し、各クラッチばね１２をプーリ１内に組込んでスリーブ２ｂの耐久試験を行なったところ、表２に示す試験結果を得た。
【００４９】
【表２】
【００５０】
上記試験結果から明らかなように、コイル部１２ａの外径面の表面粗さＲａを０．１７μｍ以上にすることによって、コイル部１２ａの周方向の移動を防止し、スリーブ２ｂの破損を抑制できることが理解できる。
【００５１】
図４および図５は、この発明に係るスプリングクラッチを採用したクラッチプーリ装置の他の実施の形態を示す。この実施形態では、スリーブ２ｂの一端面に形成されたうず巻溝１３の閉塞端にストッパ嵌合凹部１７を設け、そのストッパ嵌合凹部１７に金属製のストッパ１８を組込み、前記うず巻溝１３にクラッチばね１２の一端のコイル部１２ａをルーズに嵌合し、そのコイル部１２ａの端に設けられたフック１５をストッパ１８に形成された切欠部１８ａで支持した点で図２に示す実施形態のクラッチプーリ装置と相違する。
【００５２】
このため、図２に示す実施形態と同一の部品には同一符号を付して説明を省略する。
【００５３】
図４に示すように、金属製のストッパ１８によってコイル部１２の端に設けられたフック１５を支持することによって、クラッチばね１２の拡径によるトルク伝達時、クラッチばね１２に衝撃荷重や繰り返しの過大荷重が作用して、コイル部１２ａが同図の矢印方向に移動すると、フック１５がストッパ１８に衝撃力を付与することになる。その衝撃力はストッパ嵌合凹部１７とストッパ１８の接触面で受けられるため、その接触面に付与される面圧は小さく、合成樹脂から成るスリーブ２ｂが破損するのを防止することができる。
【００５４】
因みに、ストッパ１８によってコイル部１２ａの端のフック１５を支持したクラッチプーリ装置と、うず巻溝にルーズに嵌合されたコイル部の端のフックを係合溝で支持したクラッチプーリ装置を用意して、スリーブ２ｂの耐久試験を行なったところ、表３に示す試験結果を得た。
【００５５】
【表３】
【００５６】
表３から明らかなように、ストッパ１８によりコイル部１２ａのフック１５を受けることによって、スリーブ２ｂの破損防止に効果を挙げることが理解できる。
【００５７】
【発明の効果】
以上のように、この発明においては、入力側部材の内周に円筒状のクラッチ面を設け、そのクラッチ面に外周面を弾性接触させたクラッチばねの一端部を出力側部材のスリーブに係止させたことによって、クラッチばねの巻数を減少することができ、スプリングクラッチの軸方向の長さのコンパクト化を図ることができる。
【００５８】
また、クラッチばねが弾性接触するクラッチ面は円筒状であってエッジが存在しないため、入力側部材から出力側部材への回転トルクの伝達時にクラッチばねの外周面にエッジロードが負荷されることなく、エッジロードによるクラッチばねの破損を防止することができる。
【００５９】
さらに、スリーブのうず巻溝とクラッチばねの一端のコイル部のはめ合いを締め代をもつタイトなはめ合いとし、あるいは上記うず巻溝にルーズにはめ合わされたコイル部の外径面の表面粗さＲａを０．１７以上として、コイル部とうず巻溝の接触部の摩擦抵抗を大きくしたことにより、クラッチばねの拡径によるトルク伝達時に衝撃荷重や繰り返しの過大荷重をしてもコイル部は周方向に移動せず、コイル部の端のフックからスリーブに衝撃力が付与されることもないので、スリーブの破損を防止することができ、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。
【００６０】
また、うず巻溝の閉塞端にストッパ嵌合凹部を設け、その嵌合凹部に組込まれた金属製のストッパによってコイル部の端のフックを支持したことによって、フックからの衝撃力はストッパを介してスリーブに付与されるため、スリーブには局部的に大きな衝撃が付与されず、スリーブの破損防止に効果を挙げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図
【図３】図１のＩＩＩ −ＩＩＩ 線に沿った断面図
【図４】この発明に係るスプリングクラッチの他の実施形態を示す断面図
【図５】図４のストッパをストッパ嵌合凹部を取外した状態の分解斜視図
【図６】従来のクラッチプーリ装置を示す縦断正面図
【符号の説明】
１ プーリ（入力側部材）
２ プーリハブ（出力側部材）
２ａ 出力軸
２ｂ スリーブ
１１ クラッチ面
１２ クラッチばね
１２ａ コイル部
１３ うず巻溝
１４ 係合溝
１５ フック
１７ ストッパ嵌合凹部
１８ ストッパ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention transmits a one-way rotation of an input-side member to an output-side member, and rotates the input-side member to the output-side member when the rotation speed of the output-side member exceeds the rotation speed of the input-side member. The present invention relates to a spring clutch that interrupts transmission.
[0002]
[Prior art]
Generally, in an automobile engine, driving energy is generated during an explosion stroke, and thus the angular speed of the crankshaft changes during one revolution. When such a rotation of the crankshaft is driven by a belt transmission to an engine accessory having a large inertial force, such as an alternator, the rotation speed of the rotation shaft of the engine accessory increases when the angular speed of the crankshaft decreases. Slip occurs between the pulley and the belt attached to the shaft.
[0003]
Further, when the engine is rapidly decelerated from the high-speed rotation state, the engine accessory such as the alternator tries to continue the high-speed rotation by the inertia force, so that a slip occurs between the pulley and the belt in the same manner as described above, and at the time of the slip, Abnormal noise is generated, or the belt is worn and durability is reduced.
[0004]
The present applicant has already proposed a clutch pulley device capable of solving such a disadvantage (see Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-9-119509 (pages 5 to 7, FIG. 2)
[0006]
In the clutch pulley device described in the above publication, as shown in FIG. 6, a pulley hub 22 attached to a rotation shaft of an engine accessory is provided inside a pulley 21 to which rotation of a crankshaft is transmitted via a belt, The pulley 21 and the pulley hub 22 are relatively rotatably supported by bearings 23.
[0007]
Further, an annular inwardly projecting portion 24 is provided on the inner periphery of the pulley 21, while an annular outwardly projecting portion 25 is formed on the outer periphery of the pulley hub 22 so as to face the inwardly projecting portion 24 in the axial direction. A spring storage space 26 extending in the axial direction astride both the protrusions 24 and 25 is provided on a surface facing the outward protrusion 25 and the inward protrusion 24, and a coil incorporated in the spring storage space 26 is provided. The outer diameter surface of the clutch spring 27 made of a spring is brought into elastic contact with clutch surfaces 28a and 28b formed on the inner surface of the outer peripheral wall of the spring storage space 26, respectively.
[0008]
In the clutch pulley device, when the pulley 21 rotates in one direction by contact with the belt, the diameter of the clutch spring 27 is increased to increase the engagement force on the clutch surfaces 28a and 28b. Is transmitted to the pulley hub 22.
[0009]
When the rotation speed of the pulley hub 22 exceeds the rotation speed of the pulley 21, the clutch spring 27 is reduced in diameter to weaken the engaging force on the clutch surfaces 28a and 28b, and the contact portion between the clutch spring 27 and the clutch surfaces 28a and 28b is reduced. To prevent the transmission of the rotation from the pulley hub 22 to the pulley 21 side, thereby preventing the slip from occurring between the pulley 21 and the belt.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
Meanwhile, in the clutch pulley device shown in FIG. 6, the outer peripheral surface of the clutch spring 27 is brought into elastic contact with each of the clutch surface 28a formed on the inward projecting portion 24 and the clutch surface 28b formed on the outward projecting portion 25. This necessitates the use of a clutch spring 27 having a large number of turns and a long axial length, and has a disadvantage that the axial length of the clutch pulley device is increased.
[0011]
Further, since the clutch spring 27 is arranged so as to straddle the clutch surfaces 28a and 28b arranged in the axial direction, the edges of the opposed ends of the clutch surfaces 28a and 28b abut on the clutch spring 27 during torque transmission, and An edge load acts on the clutch spring 27, and the clutch spring 27 may be damaged by the edge load when transmitting a large torque.
[0012]
Further, since the spring housing space 26 is provided over the inward projecting portion 24 and the outward projecting portion 25, and the clutch spring 27 is incorporated in the spring housing space 26, the assembly is inconvenient. was there.
[0013]
An object of the present invention is to provide a compact and simple structure having an axial length which is capable of transmitting the rotation of an input member to an output member by means of a clutch spring having a small number of turns and having an axial length. To provide a spring clutch.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, in the present invention, a cylindrical clutch surface is provided on an inner periphery of an input-side member, and an output-side member incorporated inside the input-side member and relatively rotatably supported. Is formed with an output shaft and a sleeve made of a synthetic resin molded article fitted around the outside and prevented from rotating, and the outer circumference of a clutch spring incorporated between the sleeve and the input side member is formed on the clutch surface. A spiral groove that opens on the outer peripheral surface of the sleeve and an engaging groove that is continuous with the closed end of the spiral groove on one end surface of the sleeve, and a coil portion at one end of the clutch spring is formed. A hook provided at an end of the coil portion is engaged with the engagement groove, and a contact portion between the coil portion at one end of the clutch spring and the inner surface of the spiral groove has a coil portion. Large enough to suppress circumferential movement It was adopted a configuration in which grant the friction resistance.
[0015]
As described above, by locking one end of the clutch spring elastically contacting the cylindrical clutch surface formed on the inner periphery of the input member with the sleeve of the output member, the axial length with a small number of turns is reduced. A short clutch spring can be employed, and the axial length of the spring clutch can be reduced in size.
[0016]
Also, since there is no edge on the clutch surface of the input-side member at a portion that elastically contacts the clutch spring, an edge load acts on the outer peripheral surface of the clutch spring when transmitting rotational torque from the input-side member to the output-side member. Therefore, it is possible to prevent the clutch spring from being damaged by the edge load.
[0017]
Here, the fitting of the coil portion of the clutch spring to the spiral groove formed in the sleeve is a loose fit in which a gap is formed between the inner surface of the coil portion and the inner surface of the spiral groove, so that the incorporation is facilitated. However, if the impact load or excessive load is applied repeatedly during torque transmission when the diameter of the clutch spring expands, the coil part inserted in the spiral groove moves in the circumferential direction and moves from the hook to the inner surface of the locking groove. The impact force is applied, and the sleeve may be damaged.
[0018]
However, in the present invention, the contact portion between the coil portion and the inner surface of the spiral groove is provided with a frictional resistance large enough to suppress the circumferential movement of the coil portion. It is possible to prevent the coil portion from moving in the circumferential direction. For this reason, an impact force is not applied from the hook to the inner surface of the engagement groove, and damage to the sleeve is prevented beforehand, and a spring clutch with excellent durability can be obtained.
[0019]
Here, as a method of imparting frictional resistance for suppressing the movement of the coil portion, a method of forming a tight fit with a tight fit between the spiral groove and the coil portion, or a method of loosely inserting the coil into the spiral groove. The surface roughness Ra of the outer diameter surface in contact with the outer diameter side inner surface of the spiral groove of the portion may be 0.17 or more.
[0020]
Also, instead of the engaging groove, a stopper fitting concave portion is formed, a metal stopper is fitted into the stopper fitting concave portion, and the hook at the end of the coil portion is supported by the stopper, so that the impact load or the like can be reduced. When the coil part shifts in the circumferential direction due to repeated excessive load, the hook will apply an impact to the stopper, and the impact force will be supported by the contact surface of the stopper fitting recess and the stopper, thereby preventing the sleeve from being damaged. The effect can be obtained.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3 show a clutch pulley device employing a spring clutch according to the present invention. The clutch pulley device has a pulley 1 as an input member and a pulley hub 2 as an output member incorporated inside the pulley 1. The pulley hub 2 is composed of an output shaft 2a made of metal and an outside thereof. And a sleeve 2b provided at the bottom.
[0022]
The sleeve 2b is made of a synthetic resin molded product. When the clutch pulley device is used under high temperature conditions, a synthetic resin having excellent heat resistance is used. Examples of such a synthetic resin include heat-resistant polyamides, for example, aliphatic polyamides such as 66 nylon and 46 nylon, and aromatic polyamides such as 6T nylon, 6 / 6T nylon, MXD nylon, and 9T nylon. These nylons may be blended with a hydrocarbon elastomer component or the like in order to improve impact resistance and heat resistance.
[0023]
In order to prevent a reduction in strength due to water absorption of the sleeve 2b, heat-resistant polyamide is used as a resin material of the sleeve 2b, and a fibrous reinforcing material such as glass fiber (GF) or carbon fiber (CF), potassium titanate, or the like is used. Whiskers, powdered fillers such as calcium carbonate and minerals.
[0024]
Further, as a measure against the high temperature of the sleeve 2b, a phenolic antioxidant, an iodine compound such as CuI and KI, an amine antioxidant, and a heat aging inhibitor such as copper halide are added to the resin material forming the sleeve 2b. You may do so.
[0025]
The sleeve 2b has flanges 3a, 3b at both ends of the outer peripheral surface, and groove-shaped grease reservoirs 4 extending in the axial direction are formed at equal intervals in the circumferential direction between the flanges 3a, 3b.
[0026]
As shown in FIG. 3, a detent mechanism 5 for relatively preventing detent is provided between the output shaft 2a and the sleeve 2b. The anti-rotation mechanism 5 forms a plurality of anti-rotation ridges 6 extending in the axial direction in the outer circumferential direction of the output shaft 2a, and press-fits each ridge 6 into a detent groove 7 formed in the inner circumference of the sleeve 2b. ing.
[0027]
Although not shown in the drawings, the side face of the detent groove 7 formed on the inner periphery of the sleeve 2b in the circumferential direction gradually narrows as the width dimension of the detent groove 7 increases from the open end to the closed end. Tapered surface 7a. On the other hand, both side surfaces of the ridge 6 are also tapered surfaces 6a adapted to the tapered surface 7a so that the detent ridge 6 can be easily pressed into the detent groove 7. The detent groove 7 of the detent ridge 6 is press-fitted with a margin in the circumferential direction. The detent ridge 6 and the detent groove 7 may be provided with interference in the radial direction.
[0028]
As shown in FIG. 1, one end opening of an annular space formed between the inner periphery of the pulley 1 and the outer periphery of the pulley hub 2 is closed by a single seal bearing 8 that supports the pulley 1 and the pulley hub 2 relatively rotatably. Have been. An opening at the other end of the annular space is closed by a seal member 9, and a grease sealed space 10 is formed between the seal member 9 and the single seal bearing 8.
[0029]
The pulley 1 has a cylindrical clutch surface 11 formed on the inner periphery of the outer peripheral wall of the grease filling space 10. On the other hand, a clutch spring 12 composed of a coil spring is incorporated in the grease sealed space 10.
[0030]
The clutch spring 12 is made of a wire having a rectangular cross section. The outer diameter of the clutch spring 12 is larger than the inner diameter of the clutch surface 11 in a natural state, and the clutch spring 12 is assembled into the grease enclosing space 10 in a reduced state. The outer peripheral surface is in elastic contact with the clutch surface 11.
[0031]
As shown in FIGS. 1 and 2, on one end face of the sleeve 2b forming the pulley hub 2 on the side of the single-seal bearing 8, a spiral groove 13 opening on the outer peripheral surface of the flange 3a is formed. An inward engaging groove 14 is provided at the closed end of the groove 13.
[0032]
A coil portion 12a at one end of the clutch spring 12 is fitted in the spiral groove 13, and a hook 15 provided at one end thereof is engaged with an engagement groove 14.
[0033]
Here, the fitting of the coil portion 12a to the spiral groove 13 is a tight fit with an interference, and a large frictional resistance is given to the contact portion between the coil portion 12a and the spiral groove 13, and the frictional resistance is When the torque is transmitted by expanding the diameter of the clutch spring 12, the coil portion 12a is set to have such a size that it does not move in the circumferential direction even when an impact load or a repetitive excessive load is applied.
[0034]
The clutch pulley device shown in the embodiment has the above-described structure. When driving an alternator as an engine accessory, a pulley hub 2 is attached to a rotating shaft of the alternator to prevent rotation, and a belt is wound around the outer periphery of the pulley 1 via a belt. Thus, the rotation of the crankshaft is transmitted to the pulley 1.
[0035]
When the rotation of the crankshaft is transmitted to the pulley 1 in the above use state, the diameter of the clutch spring 12 is increased by contact with the clutch surface 11, and the press-engagement engagement force on the clutch surface 11 increases, and The rotation of the pulley 1 is transmitted to the pulley hub 2 via the spring 12, and the rotation shaft of the alternator is rotated.
[0036]
When the rotating shaft of the alternator rotates, the moving speed of the belt decreases, and when the rotating speed of the pulley hub 2 for driving the rotating shaft of the alternator exceeds the rotating speed of the pulley 1, the clutch spring 12 contracts and the clutch spring 12 contracts against the clutch surface 11. The press-contact engagement force is weakened, slip occurs at the contact portion between the clutch spring 12 and the clutch surface 11, and the rotation of the pulley hub 2 is not transmitted to the pulley 1, and the pulley 1 rotates freely.
[0037]
For this reason, slippage is prevented at the contact portion between the pulley 1 and the belt.
[0038]
Here, when the rotation is transmitted from the pulley 1 to the pulley hub 2 and the pulley 1 and the pulley hub 2 rotate, the grease filled in the grease enclosing space 10 and the grease reservoir 4 moves in the outer diameter direction due to centrifugal force, and The contact portion between the spring 8 and the clutch surface 11 is lubricated.
[0039]
As shown in the embodiment, the coil part 12a at one end of the clutch spring 12 is fitted tightly into the spiral groove 13 formed on the sleeve 2b, and the hook 15 provided at one end is fitted to the spiral groove 13. By engaging the engagement groove 14 formed in the closed end, the rotation transmitted from the pulley 1 to the clutch spring 12 can be reliably transmitted to the pulley hub 2, and the clutch spring 12 is applied only to the clutch surface 11. Since only the elastic contact is required, the clutch spring 12 having a small number of turns can be employed as the clutch spring 12. For this reason, the axial length of the clutch pulley device can be reduced in size.
[0040]
Further, since the clutch surface 11 with which the clutch spring 12 elastically contacts is cylindrical and has no edge, there is an inconvenience that an edge load acts on the outer peripheral surface of the clutch spring 12 when the rotation is transmitted from the pulley 1 to the pulley hub 2. There is no occurrence, and damage to the clutch spring 12 due to edge load can be prevented.
[0041]
Further, the coil portion 12a at one end of the clutch spring 12 is tightly fitted to the spiral groove 13 formed in the sleeve 2b with a tight fit, so that the diameter of the clutch spring 12 increases from the pulley 1 to the pulley hub 2. Even when an impact load or an excessive load repeatedly acts on the clutch spring 12 during transmission of the rotational torque, the coil portion 12a does not move in the circumferential direction.
[0042]
For this reason, stress does not concentrate on the bent portion of the hook 15 and the breakage of the hook 15 can be prevented. Further, since the hook 15 does not apply an impact force to the inner surface of the engagement groove, the sleeve 2 b Can be prevented beforehand, and a clutch pulley device excellent in durability can be obtained.
[0043]
Incidentally, a clutch pulley device having a tight fit with a tight fit between the spiral groove 13 and the coil portion 12a of the clutch spring 12 and a clutch pulley device having a loose fit in the fit are prepared. When the durability test of the sleeve 2b was performed, the results shown in Table 1 were obtained.
[0044]
[Table 1]
[0045]
As is clear from Table 1, it can be understood that the tight fit between the spiral groove 13 and the coil portion 12a is effective in preventing the sleeve 2b from being damaged.
[0046]
As shown in the embodiment, by connecting the coil portion 12a at one end of the clutch spring 12 to the sleeve 2b and applying a torsional force to the other end of the clutch spring 12, the diameter of the clutch spring 12 can be easily reduced. As a result, the clutch spring 12 can be easily incorporated into the pulley 1, and the assembly of the clutch pulley device can be facilitated.
[0047]
In the embodiment shown in FIG. 2, the fitting of the coil portion 12 a to the spiral groove 13 is suppressed as a tight fit with a tight fit to suppress the movement of the coil portion 12 a. Is a loose fit having a gap between the inner diameter surface of the coil portion 12a and the inner surface of the spiral groove 13 on the inner diameter side, and the outer diameter in contact with the outer diameter inner surface of the spiral groove 13 of the coil portion 12a. The surface roughness Ra of the surface may be set to 0.17 μm or less, and the circumferential displacement of the coil portion 12a may be prevented by the frictional resistance acting on the contact portion with the spiral groove 13.
[0048]
Incidentally, when a plurality of clutch springs 12 having different surface roughnesses of the coil portions 12a were prepared, and each clutch spring 12 was assembled into the pulley 1 and a durability test of the sleeve 2b was performed, the test results shown in Table 2 were obtained. Was.
[0049]
[Table 2]
[0050]
As is clear from the above test results, by setting the surface roughness Ra of the outer diameter surface of the coil portion 12a to 0.17 μm or more, the circumferential movement of the coil portion 12a can be prevented, and the damage of the sleeve 2b can be suppressed. Can understand.
[0051]
4 and 5 show another embodiment of the clutch pulley device employing the spring clutch according to the present invention. In this embodiment, a stopper fitting recess 17 is provided at the closed end of the spiral groove 13 formed on one end surface of the sleeve 2b, and a metal stopper 18 is incorporated in the stopper fitting recess 17 to form the spiral spiral groove 13. 2 in that a coil portion 12a at one end of a clutch spring 12 is loosely fitted into the clutch spring 12 and a hook 15 provided at an end of the coil portion 12a is supported by a notch 18a formed in a stopper 18. Is different from the clutch pulley device.
[0052]
For this reason, the same components as those in the embodiment shown in FIG.
[0053]
As shown in FIG. 4, the hook 15 provided at the end of the coil portion 12 is supported by the metal stopper 18, so that when the torque is transmitted by expanding the diameter of the clutch spring 12, an impact load or a repetitive When an excessive load is applied and the coil portion 12a moves in the direction of the arrow in the drawing, the hook 15 applies an impact force to the stopper 18. Since the impact force is received at the contact surface between the stopper fitting recess 17 and the stopper 18, the surface pressure applied to the contact surface is small, and the sleeve 2b made of synthetic resin can be prevented from being damaged.
[0054]
Incidentally, a clutch pulley device in which the hook 15 at the end of the coil portion 12a is supported by the stopper 18 and a clutch pulley device in which the hook at the end of the coil portion loosely fitted in the spiral groove is supported by the engaging groove are prepared. The sleeve 2b was subjected to an endurance test, and the test results shown in Table 3 were obtained.
[0055]
[Table 3]
[0056]
As is apparent from Table 3, it can be understood that receiving the hook 15 of the coil portion 12a by the stopper 18 is effective in preventing the sleeve 2b from being damaged.
[0057]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, a cylindrical clutch surface is provided on the inner periphery of the input member, and one end of the clutch spring having the outer peripheral surface elastically contacting the clutch surface is engaged with the sleeve of the output member. By doing so, the number of turns of the clutch spring can be reduced, and the axial length of the spring clutch can be reduced in size.
[0058]
Also, since the clutch surface with which the clutch spring elastically contacts is cylindrical and has no edge, no edge load is applied to the outer peripheral surface of the clutch spring when transmitting the rotational torque from the input member to the output member. Thus, it is possible to prevent the clutch spring from being damaged by the edge load.
[0059]
Furthermore, the fitting between the coiled groove of the sleeve and the coil portion at one end of the clutch spring is a tight fit with a tight fit, or the surface roughness of the outer diameter surface of the coil portion loosely fitted in the spiral groove. Ra is set to 0.17 or more, and the frictional resistance of the contact portion between the coil portion and the spiral groove is increased, so that even if an impact load or a repetitive excessive load is applied at the time of torque transmission due to the expansion of the clutch spring, the coil portion is not rotated. Since no impact force is applied to the sleeve from the hook at the end of the coil portion, the sleeve can be prevented from being damaged, and a spring clutch having excellent durability can be obtained.
[0060]
In addition, a stopper fitting concave portion is provided at the closed end of the spiral groove, and the hook at the end of the coil portion is supported by a metal stopper incorporated in the fitting concave portion, so that the impact force from the hook passes through the stopper. Therefore, a large impact is not locally applied to the sleeve, so that the sleeve can be effectively prevented from being damaged.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional front view showing an embodiment of a spring clutch according to the present invention; FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG. 1 FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing another embodiment of the spring clutch according to the present invention. FIG. 5 is an exploded perspective view showing a state in which a stopper fitting concave portion of FIG. 4 is removed. FIG. 6 is a conventional clutch pulley device. Longitudinal front view showing [Description of symbols]
1 Pulley (input side member)
2 Pulley hub (output side member)
2a Output shaft 2b Sleeve 11 Clutch surface 12 Clutch spring 12a Coil portion 13 Spiral groove 14 Engagement groove 15 Hook 17 Stopper fitting recess 18 Stopper
