JP2007170492A - One-way clutch and pulley device with built-in one-way clutch - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一方向クラッチ及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置に関するものであり、特に、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等の補機類の入力軸や、逆に、エンジンのクランク軸に動力を与えるスタータモータの出力軸に使用される一方向クラッチ及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置に関するものである。 The present invention relates to a one-way clutch and a pulley device with a built-in one-way clutch. The present invention relates to a one-way clutch used for an output shaft of a starter motor that supplies power to a pulley and a pulley device with a built-in one-way clutch.
一般に、オルタネータ等、自動車補機の回転軸の端部には従動プーリが固定されており、エンジンのクランク軸の端部に固定されたクランクプーリとの間に無端ベルトが掛け渡され、補機を駆動するために利用されている。また、従動プーリとしては、無端ベルトの走行速度が一定もしくは上昇傾向にある場合に、無端ベルトから回転軸への動力の伝達を自在とし、無端ベルトの走行速度が低下傾向にある場合に、従動プーリと回転軸との相対回転を自在とするよう、一方向クラッチを内蔵したプーリ装置が知られている。このようなプーリ装置に組み込まれる一方向クラッチとしては、種々のものが考案されている(例えば、特許文献1参照。)。 In general, a driven pulley is fixed to the end of the rotating shaft of an automobile auxiliary machine such as an alternator, and an endless belt is stretched between the crank pulley fixed to the end of the crankshaft of the engine. Is used to drive. In addition, the driven pulley allows the transmission of power from the endless belt to the rotating shaft when the running speed of the endless belt is constant or increases, and the driven pulley is driven when the running speed of the endless belt tends to decrease. 2. Description of the Related Art A pulley device that incorporates a one-way clutch so as to freely rotate a pulley and a rotation shaft is known. Various one-way clutches incorporated in such a pulley device have been devised (for example, see Patent Document 1).
例えば、従来の一方向クラッチ100,100´では、図4に模式的に示すように、外輪101の内周面と内輪102の外周面のいずれか一方にランプ面103を形成し、このランプ面103と他方の円筒面104との間のくさび空間に複数のころ105を配置する。また、ころ105は、図示しない保持器に固定されたばね106によってくさび空間の狭くなる方向に付勢されている。
For example, in the conventional one-
そして、外輪101の回転角速度が内輪102の回転角速度より速い場合には、ころ105がくさび空間の狭部に押付けられ、外輪101と内輪102とが相対回転不能(ロック状態)になり、外輪101の回転角速度が内輪102の回転角速度より遅い場合には、外輪101と内輪102との相対回転が自在(オーバーラン状態)となる。
ところで、図4(a)に示す外輪ランプの一方向クラッチ100では、遠心力Cの方向とランプ面103及びころ105との接線Tの方向が垂直に交差しないため、ころ105には遠心力による右斜め方向への分力Fが作用し、オーバーラン状態においてころ105と内輪102の円筒面104は接触しない。ただし、高速回転で使用される場合、外輪ランプとすると、ロック性能を満たさないことがある。
By the way, in the one-
一方、図4(b)に示すような内輪ランプの一方向クラッチ100´では、遠心力Cによる分力Fがなく、オーバーラン時もころ105と内輪102とが接触する。このため、オーバーラン状態においてころ105が自転する場合があり、ころ105が自転すると、ころ105を押圧しているばね106との接触部で滑りが発生する。接触部は、グリースによって潤滑されているが、寿命によりばね106が摩耗することがある。
On the other hand, in the one-
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ころを自転し難くし、ばねの摩耗を抑制して、寿命の信頼性を向上することができる一方向クラッチ及び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。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a one-way clutch that makes it difficult for a roller to rotate, suppresses wear of a spring, and improves life reliability. And it is providing the one-way clutch built-in type pulley apparatus.
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
(1) 外周面にランプ面を有する内輪部材と、
内周面に円筒面を有する外輪部材と、
ランプ面と円筒面間に配置される複数のころと、
を備える一方向クラッチであって、
円筒面の表面粗さとしてのrms値は、ランプ面のrms値より小さいことを特徴とする一方向クラッチ。
(2) 円筒面のrms値は、ランプ面のrms値の1/2以下であることを特徴とする(1)に記載の一方向クラッチ。
(3) 自動車補機の軸に取り付け可能で、自動車補機とクランクプーリとの間で動力を伝達し、且つ、(1)又は(2)に記載の一方向クラッチを備えることを特徴とする一方向クラッチ内蔵型プーリ装置。
The above object of the present invention can be achieved by the following constitution.
(1) an inner ring member having a ramp surface on the outer peripheral surface;
An outer ring member having a cylindrical surface on the inner peripheral surface;
A plurality of rollers disposed between the ramp surface and the cylindrical surface;
A one-way clutch comprising:
The one-way clutch characterized in that the rms value as the surface roughness of the cylindrical surface is smaller than the rms value of the ramp surface.
(2) The one-way clutch according to (1), wherein the rms value of the cylindrical surface is ½ or less of the rms value of the ramp surface.
(3) It can be attached to the shaft of an automobile accessory, transmits power between the automobile accessory and the crank pulley, and includes the one-way clutch described in (1) or (2). One-way clutch built-in pulley device.
本発明の一方向クラッチ及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置によれば、外輪部材の円筒面の表面粗さとしてのrms値は、内輪部材のランプ面のrms値より小さいので、オーバーラン状態においてころが自転し難くなり、ばねの摩耗が抑制され、寿命の信頼性を向上することができる。 According to the one-way clutch and the pulley device with a built-in one-way clutch of the present invention, the rms value as the surface roughness of the cylindrical surface of the outer ring member is smaller than the rms value of the ramp surface of the inner ring member. Becomes difficult to rotate, wear of the spring is suppressed, and life reliability can be improved.
以下、本発明の各実施形態に係る一方向クラッチ及び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。 Hereinafter, a one-way clutch and a pulley device with a built-in one-way clutch according to each embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態の自動車補機用一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を説明するための縦断面図である。本実施形態の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置10は、オルタネータ等の自動車補機とエンジンのクランク軸の端部に固定されたクランクプーリとの間で動力を伝達する。図1に示されるように、プーリ装置10は、不図示の自動車補機の軸が内嵌されるスリーブ11を有する。スリーブ11の周囲には、外周面にベルト溝12aが形成されたプーリ12がスリーブ11と同心に配置されている。また、スリーブ11の外周面とプーリ12の内周面との間で、この間に形成される環状空間の軸方向中間部には、一方向クラッチ13が配置されており、上記環状空間の軸方向両端部、即ち、一方向クラッチ13の軸方向両側には、例えば、深溝玉軸受等の玉軸受である一対のサポート軸受14が配設されている。なお、ベルト溝12aの形状は、V溝、ポリV溝、歯型溝等の任意の形状に設計可能である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a longitudinal sectional view for explaining a pulley apparatus with a built-in one-way clutch for automobile auxiliary equipment according to a first embodiment. The one-way clutch built-in
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にのみプーリ12からスリーブ11への回転力を伝達する。また、一対のサポート軸受14は、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。
The one-
各サポート軸受14は、スリーブ11の外周面に外嵌される軸受内輪15と、プーリ12の内周面に内嵌される軸受外輪16と、軸受内輪15と軸受外輪16の両軌道面間に配置された転動体である複数の玉17と、玉17を転動自在に保持する軸受保持器18と、外部からの異物の浸入や内部からのグリース等の潤滑剤の漏洩を防止するシール部材19を有している。
Each support bearing 14 includes a bearing
図1及び図2に示すように、一方向クラッチ13は、プーリ12の内周面に圧入固定される外輪(外輪部材)20と、スリーブ11の大径部の外周面に圧入固定される内輪(内輪部材)21と、外輪20と内輪21との間に回動自在に配設される複数のころ22とを備えている。内輪21の外周面は、ころ22が転接する複数の凹状のランプ面21aが円周方向に所定の間隔で設けられたカム面を形成する。ころ22は、各ランプ面21aと外輪20の内周面に形成された円筒面20aとから構成される楔空間に回転自在に保持されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the one-
また、一方向クラッチ13は、各ころ22を個別に収容する複数のポケットを有するクラッチ保持器23と、各ころ22をロック方向に弾性的に押圧する弾性部材であるばね24(図2参照。)とを備えている。
The one-
上記のように構成される一方向クラッチ内蔵型プーリ装置10では、プーリ12の回転角速度が、例えば自動車補機の回転軸の回転角速度より速い場合には、一方向クラッチ13のころ22がくさび作用によって内輪21のランプ面21aと外輪20の円筒面20aとの間に噛み込まれて、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自動車補機の回転軸に伝達される。一方、プーリ12の回転角速度が自動車補機の回転角速度より遅い場合には、ころ22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。
In the
ここで、オーバーラン状態において、ころ22が自転する要因は、ころ22に作用する遠心力Cにより、外輪20ところ22の接触荷重が内輪21ところ22の接触荷重よりも大きくなり、また、摩擦力も大きくなるためである。具体的には、ころ22には、遠心力及びばね力により図2に示すような力が作用しており、外輪20の円筒面20aところ22との摩擦力Fsoが、内輪21のランプ面21aところ22との摩擦力Fskと、ばね24ところ22との摩擦力Fsiの合計より大きくなったとき(Fso>Fsk+Fsi)、ころ22が自転する。
Here, in the overrun state, the
摩擦力は接触荷重と摩擦係数に比例するため、外輪20の円筒面20aところ22の摩擦係数を内輪21のランプ面21aところ22の摩擦係数よりも小さくすることによって、外輪側の摩擦力を抑え、ころ22が自転し難くなる。
Since the friction force is proportional to the contact load and the friction coefficient, the friction coefficient on the outer ring side is suppressed by making the friction coefficient of the
そこで、本実施形態では、円筒面20aところ22の摩擦係数をランプ面21aところ22の摩擦係数よりも小さくするために外輪20の円筒面20aの表面粗さ、即ち、rms(二乗平均粗さ)値をランプ面21aのものより小さくする。一般的に混合潤滑状態においては、油膜パラメータ(油膜厚さ/表面粗さ)が大きいほど摩擦係数が小さく、円筒面20aの表面粗さをランプ面21aのものより小さくすることによって、摩擦係数を相対的に小さくすることができる。
Therefore, in this embodiment, in order to make the friction coefficient of the
特に、円筒面20aのrms値は、ランプ面21aのrms値の1/2以下であることが好ましく、ランプ面21aのrms値が0.2〜0.4μm程度であるのに対して円筒面20aのrms値は、0.1μm以下であることが好ましい。
In particular, the rms value of the
ここで、外輪20の内径を40mm、ころ径を2.8mm、ころ22とばね24の摩擦係数を0.1、ころ22とランプ面21aの摩擦係数を0.1として、ばね力を0.5〜5N、円筒面20aところ22の摩擦係数を0.025〜0.1に変化させて、ころ22が自転を開始する回転数を計算した。
Here, the inner diameter of the
図3は、その結果を示す。ころ22が自転を開始する回転数が高いほど、ころ22は自転し難いことになり、図3の結果から、円筒面20aの摩擦係数が小さいほど、自転を開始する回転数は大きく、ころ22が自転し難いことが分かる。
FIG. 3 shows the result. The higher the rotation speed at which the
従って、本実施形態の一方向クラッチ13及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置10によれば、一方向クラッチ13の外輪20の円筒面20aの表面粗さとしてのrms値は、内輪21のランプ面21aのrms値より小さいので、オーバーラン状態においてころ22が自転し難くなり、ばね24の摩耗が抑制され、寿命の信頼性を向上することができる。
Therefore, according to the one-way clutch 13 and the
なお、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。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably.
本発明の一方向クラッチの外輪或いは内輪は、本実施形態のようにプーリ或いはスリーブと別体であってもよく、プーリ或いはスリーブと一体、即ち、プーリの内周面或いはスリーブの外周面によって構成されてもよい。また、一方向クラッチの弾性部材は、任意に構成することができ、板ばねやコイルばねであってもよい。 The outer ring or inner ring of the one-way clutch of the present invention may be separate from the pulley or sleeve as in this embodiment, and is integrated with the pulley or sleeve, that is, constituted by the inner peripheral surface of the pulley or the outer peripheral surface of the sleeve. May be. The elastic member of the one-way clutch can be arbitrarily configured, and may be a leaf spring or a coil spring.
さらに、本発明の一対のサポート軸受は、深溝玉軸受以外の形式であってもよく、ころ軸受や、玉軸受ところ軸受の組合せであってもよい。また、サポート軸受の内輪或いは外輪も、プーリ或いはスリーブと一体、即ち、プーリの内周面或いはスリーブの外周面によって構成されてもよい。 Further, the pair of support bearings of the present invention may be of a type other than the deep groove ball bearing, or may be a combination of a roller bearing or a ball bearing. Further, the inner ring or the outer ring of the support bearing may be integrated with the pulley or the sleeve, that is, the inner peripheral surface of the pulley or the outer peripheral surface of the sleeve.
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
20 外輪
21 内輪
22 ころ
23 保持器
24 ばね(弾性部材)
DESCRIPTION OF
Claims (3)
内周面に円筒面を有する外輪部材と、
前記ランプ面と前記円筒面間に配置される複数のころと、
を備える一方向クラッチであって、
前記円筒面の表面粗さとしてのrms値は、前記ランプ面のrms値より小さいことを特徴とする一方向クラッチ。 An inner ring member having a ramp surface on the outer peripheral surface;
An outer ring member having a cylindrical surface on the inner peripheral surface;
A plurality of rollers disposed between the ramp surface and the cylindrical surface;
A one-way clutch comprising:
The one-way clutch, wherein an rms value as a surface roughness of the cylindrical surface is smaller than an rms value of the ramp surface.
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JP2001200863A (en) * | 2000-01-13 | 2001-07-27 | Koyo Seiko Co Ltd | One-way clutch |
JP2005257021A (en) * | 2004-03-15 | 2005-09-22 | Koyo Seiko Co Ltd | One-way clutch and pulley unit with one-way clutch |
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