JPH10115363A - プーリ - Google Patents
プーリInfo
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- JPH10115363A JPH10115363A JP8270674A JP27067496A JPH10115363A JP H10115363 A JPH10115363 A JP H10115363A JP 8270674 A JP8270674 A JP 8270674A JP 27067496 A JP27067496 A JP 27067496A JP H10115363 A JPH10115363 A JP H10115363A
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- Japan
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- way clutch
- hub
- pulley
- outer ring
- wedge
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Abstract
を防止すること。 【解決手段】プーリ2は、回転軸(1)に固定されるハ
ブ3と、ハブ3の外周に配設されてベルト10が巻掛け
られる外輪4と、ハブ3と外輪4との間に介装される一
方向クラッチ5とを備え、かつ、一方向クラッチ5のく
さび状空間形成用のカム面が内径側に設けられている。
これにより、回転軸(1)と一体回転するハブ3の回転
変動に伴い一方向クラッチ5がフリー状態とロック状態
とに切り替わって、ハブ3から外輪4への回転変動の伝
達を減衰するようになっている。また、一方向クラッチ
5が、回転遠心力の影響を受けずに安定的に機能できる
ようになる。
Description
えば自動車などのエンジンのクランクシャフトの外端に
装着されるプーリに関する。
られるプーリには、クランクシャフトのねじりならびに
曲げ共振などの現象を低減させるために、例えば、特開
昭59−40060号公報や実開平2−80252号公
報に示すように、ゴムダンパが設けられている。
らびに曲げ共振などの現象は、クランクシャフトの特に
回転数が高い領域(例えば2000rpm以上)で発生
するので、この回転域で最も優れた減衰効果を発揮する
ようにゴムダンパの特性を設計している。
クランクシャフトは、燃焼室の爆発むらによって進み遅
れがあり、回転数が変動することが知られている。しか
も、このクランクシャフトの回転変動は、特にアイドリ
ング回転域(例えば1000rpm前後)など回転数の
低い領域において大きくなる。このようなクランクシャ
フトの回転変動は、プーリの回転変動に直接つながるた
め、プーリに巻掛けられるベルトの張力変動を招くな
ど、ベルトがスリップしてベルト鳴きや摩耗が発生する
ことになる。
アイドリング回転域での回転変動を、上述したゴムダン
パにより減衰させるようにゴムダンパの特性を設計する
と、ゴムダンパ本来の目的である共振現象の低減効果が
薄れるばかりでなく、ゴムダンパそのものの耐久性が低
下する、といった問題が起こる。
を抑制し、ベルトのスリップを防止することを目的とし
ている。
軸に固定される駆動部材としてのハブと、ハブの外周に
配設されてベルトが巻掛けられる従動部材としての外輪
と、ハブと外輪との間に介装される一方向クラッチとを
備え、かつ、前記一方向クラッチのくさび状空間形成用
のカム面が内径側に設けられている。
内径面に圧入固定された薄肉円筒部材とより形成されて
いる。また、前記外輪は、比重の大きい材料で形成され
ている。さらに、前述の一方向クラッチは、複数のころ
と、複数のころを収納するポケットを有する保持器と、
保持器の外周に配設される外輪部材と、保持器のポケッ
トに対応する位置にくさび状空間形成用のカム面が設け
られる内輪部材と、ころをくさび状空間の狭い側へ押圧
する弾性部材とを備える構成とするのが好ましい。この
一方向クラッチの外輪部材は、プーリの外輪とされ、前
記一方向クラッチの内輪部材は、プーリのハブとされて
いる。この他、一方向クラッチの内輪部材の外周面や保
持器の内周面に潤滑剤貯溜部を設けてもよい。一方向ク
ラッチの弾性部材は、コイルバネからなり、くさび状空
間において駆動部材側に片寄った位置に配設されるとと
もに、ころの軸方向中央位置に当接される。このコイル
バネは、バネ受け部材を介してころに当接させることが
できる。
ハブの回転変動に伴い一方向クラッチがフリー状態とロ
ック状態とに切り替わって、ハブから外輪への回転変動
の伝達を減衰するようになっている。つまり、回転軸お
よびハブの回転速度が上昇する領域では、一方向クラッ
チがロック状態となってハブと外輪が一体化して同期回
転する。一方、回転軸およびハブの回転速度が下降する
領域においてハブの回転速度が外輪よりも遅くなると、
一方向クラッチがフリー状態となるので、ハブから外輪
へ回転動力の伝達が遮断されることになって外輪が回転
慣性力のみで回転するようになる。そして、回転軸およ
びハブの回転速度が上昇する領域においてハブと外輪と
の回転速度差が無くなると、一方向クラッチがロック状
態となってハブと外輪とが一体化して同期回転する。
入固定した薄肉円筒部材とより形成すれば、材料コス
ト、加工コストを低減できる。さらに、本発明での外輪
を比重の大きい材料で形成することにより、その回転慣
性力を大きくなるように調整すれば、回転軸の回転変動
の影響を受けにくいものにできるようになる。
に、回転中に遠心力を受けるために、径方向外向きへ変
位させられようとする。ここで、一方向クラッチのカム
面が外輪部材側に存在する場合を考えると、ころがロッ
ク状態であるときに、遠心力はころをロック状態からフ
リー状態とさせるように作用する。これに対して、本発
明のように一方向クラッチのカム面を内輪部材側に設け
れば、ころがロック状態からフリー状態となる遠心力が
作用しにくくなり、一方向クラッチの機能が安定化する
ようになる。
外輪部材とを、プーリの既存の構成要素に兼用させれ
ば、余分な部品が不要となって低コスト化に有利となる
とともに外径寸法の縮小化が可能となる。
面や保持器の内周面に潤滑剤貯溜部を設ければ、一方向
クラッチの潤滑必要部位での潤滑剤の枯渇を長期にわた
って回避できるようになるなど、信頼性の向上に貢献で
きる。
バネとし、くさび状空間において駆動部材側に片寄った
位置に配設するとともに、ころの軸方向中央位置に当接
させるようにしていれば、コイルバネの弾発付勢力をこ
ろに対してその自転動作を補助する形態でバランスよく
かつ効率よく付与できるようになるから、ころがくさび
状空間のどこに位置していてもころの姿勢を真っすぐに
保つことができ、したがって、ころのすべりを防止でき
るなど、ころによるロック、フリー動作の安定化に貢献
できるようになる。
ころに当接させていれば、ころに対してコイルバネの弾
発付勢力をより適正に付与できるようになる。
図13に示す実施例に基づいて説明する。図1ないし図
6は本発明の一実施例にかかり、図1は、プーリの正面
図、図2は、図1の(2)−(2)線断面の矢視図、図
3は、図2の(3)−(3)線断面の矢視図、図4は、
一方向クラッチにおいて図3の円で囲む部分の平面展開
図、図5は、プーリの回転数の変動を示すグラフ、図6
は、クランクシャフトの回転数とプーリの回転変動率と
の関係を示すグラフである。
クシャフト1の外端に装着されるプーリである。プーリ
2は、駆動部材としてのハブ3と、従動部材としての外
輪4と、一方向クラッチ5と、ブッシュ6とで構成され
ている。
り、両ダンパマス7,8は、軸方向に突き合わされてね
じ9により一体的に結合されている。第1ダンパマス7
は、内周にクランクシャフト1が嵌合される円筒形のボ
ス711を有する第1環状板71と、第1環状板71の
片面に掌合結合される第2環状板72と、両環状板7
1,72の間に挟まれて双方に接着されるゴムダンパ7
3とで構成されている。第2ダンパマス8は、第1ダン
パマス7の第1環状板71の軸方向前方にねじ9により
結合されるとともに前端に径方向外向きのフランジ81
1を有する第1円筒部81と、第1円筒部81の内周前
方に内嵌結合されかつ外周に径方向外向きのフランジ8
21を有する第2円筒部82と、両円筒部81,82の
間に挟まれて双方に接着されるゴムダンパ83とで構成
されている。なお、ゴムダンパ73,83は、クランク
シャフト1の特に高速回転域で発生するねじりならびに
曲げ共振などの現象を減衰するものである。
る溝を有する円筒部材からなり、第2ダンパマス8の第
1円筒部81の外周に一方向クラッチ5およびブッシュ
6を介して配設されている。この外輪4の一方側面は、
第1ダンパマス7の第1環状板71の側面に対して微小
隙間を介して平行に対向させられ、他方側面は,第2ダ
ンパマス8の第1円筒部81のフランジ811の側面に
対して微小隙間を介して平行に対向させられており、両
隙間は、外輪4の両側面の凹溝41に嵌着されるOリン
グ11,12によりそれぞれ閉塞されている。
4と、プーリ2のハブ3の第2ダンパマス8の第1円筒
部81との間に介装されるもので、複数のころ51と、
複数のころ51を収納するポケット521を有する保持
器52と、保持器52のポケット521とつながる凹部
522に収納されてころ51をポケット521の一方内
壁面側へ押圧する弾性部材としてのコイルバネ53とを
備えている。前記ハブ3において第2ダンパマス8の第
1円筒部81の外周面の円周数箇所には、軸方向に沿う
平坦なキー状の切欠きからなるカム面54が設けられて
おり、このカム面54によって第1円筒部81の外径が
多角形とされている。つまり、この第1円筒部81の外
周面と外輪4の内周面との間に、複数のくさび状空間が
形成されるのであり、このくさび状空間のそれぞれに一
方向クラッチ5のころ51が一つずつ配設されるのであ
る。また、コイルバネ53は、図3および図4に示すよ
うに、くさび状空間において駆動部材側つまり内径側に
片寄った位置に配置されているとともに、ころ51の軸
方向中央位置に当接されている。これにより、コイルバ
ネ53の弾発付勢力をころ51に対してその自転動作を
補助する形態でバランスよくかつ効率よく付与できるよ
うになるから、ころ51がくさび状空間のどこに位置し
ていてもころ51の姿勢を真っすぐに保つことができ、
したがって、ころ51のすべりを防止できるなど、ころ
51によるロック、フリー動作の安定化に貢献できるよ
うになる。
両側から挟むように上記プーリ2の外輪4の内周の軸方
向両側にそれぞれ内嵌されており、一方向クラッチ5を
軸方向で位置決めするものである。
ている場合でも、通常、燃焼室の爆発むらに伴い、図5
の破線で示すサインカーブ状に変動する。このクランク
シャフト1の回転変動に応じて、プーリ2に内蔵の一方
向クラッチ5がフリー状態と、ロック状態とに切り替わ
ることにより、プーリ2の外輪4の回転変動を、図5の
実線で示すように、抑制するようになっている。つま
り、プーリ2のハブ3は、クランクシャフト1に対して
固定されているので、クランクシャフト1と一体的に回
転するが、プーリ2の外輪4は、一方向クラッチ5によ
ってハブ3と同期回転したり、自身の回転慣性力により
回転する現象となることで、プーリ2の外輪4の回転変
動を抑制する。
回転数が上昇する領域では、一方向クラッチ5のころ5
1がくさび状空間の狭い側へ転動させられてロック状態
となるので、ハブ3と外輪4とが一体化して同期回転す
る。一方、クランクシャフト1およびハブ3の回転速度
が下降する領域においてハブ3の回転速度が外輪4より
も遅くなると、一方向クラッチ5のころ51がくさび状
空間の広い側へ転動させられてフリー状態となるので、
ハブ3から外輪4へ回転動力の伝達が遮断されることに
なって外輪4が回転慣性力のみで回転するようになる。
そして、クランクシャフト1およびハブ3の回転速度が
上昇する領域においてハブ3と外輪4との回転速度差が
無くなると、一方向クラッチ5がロック状態となってハ
ブ3と外輪4とが一体化して同期回転する。
1と一体的に回転するプーリ2のハブ3の回転数は、図
5の破線で示すサインカーブ状に変動しているものの、
プーリ2の外輪4の回転数の変動幅(ピーク・トウ・ピ
ーク)は、図5の実線で示すように、抑制されるように
なる。つまり、あたかも電気の整流化回路のように、サ
インカーブの負側の部分が正側にかさ上げされるように
なるのである。したがって、プーリ2の外輪4に巻掛け
られるベルト10の張力変動を抑制できるようになるの
で、ベルト10のスリップを回避できるようになってベ
ルト鳴きや摩耗の発生を防止できるようになる。ちなみ
に、前述の回転変動の抑制効果について、具体的に調べ
たので、説明する。図6に示すように、クランクシャフ
ト1のアイドリング回転域例えば600rpm前後にお
けるプーリ2の外輪4の回転変動率は、本実施例のもの
では従来例の約1/2と大幅に低減できるようになる。
なお、回転変動率は、回転数の変動量(ピーク・トウ・
ピーク)を平均回転数で割り算することにより求めるこ
とができる。
形成するカム面54を内輪部材としての第2ダンパマス
8の第1円筒部81の外周面に形成することにより、こ
ろ51に対しては、回転遠心力が作用しても外輪4の内
周面に押し付けられる力が働くだけであり、一方向クラ
ッチ5のくさび状空間には変化がなく、一方向クラッチ
5の機能が安定して働くようになる。特に遠心力が大と
なる高速回転域において、すべてのころ51がロック状
態である場合に一部のころ51がフリー状態になるよう
な現象の発生を効果的に防止することができる。
力伝達経路において、一方向クラッチ5をハブ3のゴム
ダンパ73,83に動力が伝達された後の位置に配置す
ることにより、一方向クラッチ5の機能とゴムダンパ7
3,83の機能とを独立して発揮できるようにしてい
る。このため、一方向クラッチ5がフリー状態となって
ハブ3から外輪4への動力伝達を遮断した状況でも、ゴ
ムダンパ73,83によるクランクシャフト1の共振の
減衰作用が発揮できるようになっている。仮に、プーリ
2の動力伝達経路において、一方向クラッチ5をハブ3
のゴムダンパ73,83に動力が伝達される前の位置に
配置していると、一方向クラッチ5がフリー状態となっ
てハブ3から外輪4への動力伝達を遮断した状況では、
ゴムダンパ73,83によるクランクシャフト1の共振
の減衰作用もクランクシャフト1に伝達されなくなり、
クランクシャフト1の破損につながる。
リの縦断面図である。この実施例において上記実施例と
異なる構成は、主としてハブ3および外輪4である。
バー8Aと、板体製カバー8Aと第1ダンパマス7とで
面一となる円筒部分に圧入外嵌されかつ外周に一方向ク
ラッチ5のカム面54が形成される内輪8Bとで構成さ
れている。この内輪8Bが一方向クラッチ5の内輪部材
となる。
金された板金製環体41と、この板金製環体41の内径
面に圧入固定された薄肉円筒部材42とのツーピース構
造になっている。板金製環体41の外周鍔部には、上記
実施例のOリング11,12の代わりにゴムなどのシー
ル11A,12Aが焼き付け接着されている。また、薄
肉円筒部材42は、一方向クラッチ5の外輪部材となる
ので、例えばJIS規格S60C−CSPのような硬度
の高いばね鋼板などで形成している。
を、加工の簡単な素材や簡単な形状の部材の寄せ集めで
安価に構成できるようになる。ところで、板金製環体4
1の内周側円筒部分に焼入れを施すことにより硬度を高
くすれば、薄肉円筒部材42を省略することができる。
るものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
ダンパマスからなるツーピース構造としているが、ワン
ピース構造としたものにも本発明を適用できる。
てコイルバネ53を例に挙げているが、それについても
種々な板ばねや弾性片などで代用することができる。
図9に示すように、コイルバネ53をバネ受け部材13
を介してころ51に当接させることができる。この図で
は、バネ受け部材13において、コイルバネ53側を平
坦面に、また、ころ51側をころ51の外周面に沿う湾
曲面にそれぞれ設定している。この場合、ころ51に対
してコイルバネ53の弾発付勢力をより適正に付与でき
るようになる。
ッチ5の配置空間のうち、グリースなどの潤滑剤の収容
空間がかなり小さくなる場合には、これを補う意味で、
ハブ3の外周面、保持器52の内周面、ブッシュ6の内
周面などの少なくともいずれかに、潤滑剤貯溜部を設け
るのが好ましい。具体的に、潤滑剤貯溜部14は、図1
0に示すように、ハブ3を構成する第1ダンパマス8の
第1円筒部81の外周面の円周数箇所(特に一方向クラ
ッチ5のころ51の転動領域の近傍)、図11に示すよ
うに、一方向クラッチ5の保持器52において、隣り合
うポケット521の間の柱部分の内周面、あるいは図1
2に示すように、一方向クラッチ5の両側に配設される
ブッシュ6の内周面の円周数箇所に設けられる。この潤
滑剤貯溜部14としては、例えば図13の(a)〜
(c)に示すように、互いに分離した平面視ほぼ円形ま
たは楕円形などの複数の凹部や、軸方向両端に連続する
凹溝が考えられる。このように、潤滑剤貯溜部14を設
ければ、一方向クラッチ5の潤滑必要部位での潤滑剤の
枯渇を長期にわたって回避できるようになるとともに、
この潤滑剤貯溜部14の潤滑剤が一方向クラッチ5とブ
ッシュ6との間からOリング11,12の摺動部位など
に対しても供給されるようになるなど、信頼性の向上に
貢献できる。
象での設置スペースが制約される場合には、プーリ2の
外形寸法が規制されるため、一方向クラッチ5を設けて
いない従来プーリに比べて、外輪4の重量が軽くなるの
で、外輪4の回転慣性力が低下してクランクシャフト1
の回転変動の影響を受けやすくなると考えられる。もち
ろん、本実施例でのプーリ2は、回転変動の影響を受け
にくい構成としているから、問題ないが、外輪4の重量
が軽くなる分を見込んで、外輪4の重量を適正に調整し
て回転慣性力を低下させないように管理するのが好まし
い。具体的には、上記各実施例のプーリ2における外輪
4を、外形寸法を変えずに、鉄に比べて比重の大きい材
料例えば銅、鉛、それらの合金などで形成することによ
り、外輪4の重量を調整することができる。ちなみに、
鉄の密度は7.85×103kgf/m3、銅の密度は
8.92×103kgf/m3、鉛の密度は11.36×
103kgf/m3であるから、外輪4を鉄から銅に変更
した場合で約14%、鉄から鉛に変更した場合で約45
%の重量増加が望める。ところで、プーリ設置対象での
設置スペースが制約されなければ、外輪4の素材を一般
的な鉄のままとして、外輪4の外形寸法(径方向厚み寸
法や軸方向幅寸法など)を変更することにより、外輪4
の重量を調整することができる。もちろん、外輪4の重
量調整は、外形寸法の変更と、素材変更とを併用して行
うこともできる。
うな状況においてもその脈動を整流化して変動幅を低減
できるようになっているから、プーリの外輪に巻掛けら
れるベルトの張力変動を抑制でき、したがって、ベルト
のスリップを回避できるようになってベルト鳴きや摩耗
の発生を防止できるなど、ベルト寿命の向上に貢献でき
るようになる。さらに、本発明での外輪を比重の大きい
材料で形成することにより、その回転慣性力を大きくな
るように調整すれば、回転軸の回転変動の影響を受けに
くいものにできるようになる。
さび状空間を形成するカム面を内輪部材の外周面に形成
することにより、ころに対して回転遠心力が働き、ころ
が外輪の内周面に押し付けられても、ころ周囲のくさび
状空間に変化がなく、一方向クラッチの機能が高回転域
まで安定して働くようになる。特に遠心力が大となる高
速回転域において、すべてのころがロック状態である場
合に一部のころがフリー状態になるような現象の発生を
効果的に防止することができるなど、信頼性が向上する
ようになる。
や保持器の内周面に潤滑剤貯溜部を設ければ、一方向ク
ラッチの潤滑必要部位での潤滑剤の枯渇を長期にわたっ
て回避できるようになるなど、信頼性の向上に貢献でき
る。
ルバネとし、くさび状空間において駆動部材側に片寄っ
た位置に配設するとともに、ころの軸方向中央位置に当
接させるようにしていれば、コイルバネの弾発付勢力を
ころに対してその自転動作を補助する形態でバランスよ
くかつ効率よく付与できるようになるから、ころがくさ
び状空間のどこに位置していてもころの姿勢を真っすぐ
に保つことができ、したがって、ころのすべりを防止で
きるなど、ころによるロック、フリー動作の安定化に貢
献できるようになる。
介してころに当接させていれば、ころに対してコイルバ
ネの弾発付勢力をより適正に付与できるようになり、一
方向クラッチの動作安定化に貢献できる。
平面展開図
率との関係を示すグラフ
のブッシュの縦断面図
体形状を示す平面展開図
Claims (8)
- 【請求項1】 回転軸に固定される駆動部材としてのハ
ブと、ハブの外周に配設されてベルトが巻掛けられる従
動部材としての外輪と、ハブと外輪との間に介装される
一方向クラッチとを備え、かつ、前記一方向クラッチの
くさび状空間形成用のカム面が内径側に設けられてい
る、ことを特徴とするプーリ。 - 【請求項2】 前記外輪は、板金製環体と、その内径面
に圧入固定された薄肉円筒部材とより形成されている、
請求項1に記載のプーリ。 - 【請求項3】 前記外輪は、比重の大きい材料で形成さ
れている、請求項1に記載のプーリ。 - 【請求項4】 前記一方向クラッチは、複数のころと、
複数のころを収納するポケットを有する保持器と、保持
器の外周に配設される外輪部材と、保持器のポケットに
対応する位置にくさび状空間形成用のカム面が設けられ
る内輪部材と、ころをくさび状空間の狭い側へ押圧する
弾性部材とを備えている、請求項1に記載のプーリ。 - 【請求項5】 前記一方向クラッチの外輪部材は、プー
リの外輪とされ、前記一方向クラッチの内輪部材は、プ
ーリのハブとされている、請求項4に記載のプーリ。 - 【請求項6】 前記一方向クラッチの内輪部材の外周面
や保持器の内周面には、潤滑剤貯溜部が設けられてい
る、請求項4に記載のプーリ。 - 【請求項7】 前記一方向クラッチの弾性部材は、コイ
ルバネからなり、くさび状空間において駆動部材側に片
寄った位置に配設されるとともに、ころの軸方向中央位
置に当接される、請求項4に記載のプーリ。 - 【請求項8】 前記一方向クラッチの弾性部材は、コイ
ルバネからなり、くさび状空間において駆動部材側に片
寄った位置に配設されるとともに、バネ受け部材を介し
てころの軸方向中央位置に当接される、請求項4に記載
のプーリ。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8270674A JPH10115363A (ja) | 1995-11-13 | 1996-10-14 | プーリ |
EP97112744A EP0825363B1 (en) | 1996-08-22 | 1997-07-24 | Pulley |
DE69707222T DE69707222T2 (de) | 1996-08-22 | 1997-07-24 | Riemenscheibe |
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Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP8-220975 | 1996-08-22 | ||
JP22097596 | 1996-08-22 | ||
JP7-294197 | 1996-08-22 | ||
JP8270674A JPH10115363A (ja) | 1995-11-13 | 1996-10-14 | プーリ |
Publications (1)
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP8270674A Pending JPH10115363A (ja) | 1995-11-13 | 1996-10-14 | プーリ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10115363A (ja) |
Cited By (3)
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JP2006170398A (ja) * | 2004-12-20 | 2006-06-29 | Sanden Corp | 動力伝達装置 |
JP2008051290A (ja) * | 2006-08-28 | 2008-03-06 | Nsk Warner Kk | ワンウェイクラッチ |
JP2013050135A (ja) * | 2011-08-30 | 2013-03-14 | Nok Corp | 回転変動吸収ダンパプーリ |
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