(57)【要約】      （修正有）【課題】クラッチばねが疲労によって折損するのを防止する耐久性に優れたスプリングクラッチを提供する。【解決手段】プーリ１とその内側に組込まれたプーリハブ２との間に円筒形のクラッチばね６を組込み、そのクラッチばね６の外周をプーリ１の内周に形成されたクラッチ面４に弾性接触させる。クラッチ面４のクラッチばね６のトルク出力側端部と対向する位置に大径孔部８を形成する。その大径孔部８内にクラッチばね６の出力側端部を覆うカバーリング１０を組込む。そのカバーリング１０を、環状部１１の一端に複数の抑止爪１２を一体に設けた構成とし、クラッチばね６が拡径するトルク伝達時に、そのクラッチばね６のトルク出力側端部を抑止爪１２と対向する位置で拡径するのを防止してばね剛性を高め、隣接する抑止爪１２間で円弧状に盛り上がるよう弾性変形させて、トルク入力を緩和し、クラッチばね６の耐久性の向上を図る。【選択図】図１
2008025616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形のクラッチ面を内周に有する入力部材と、その入力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部材と、前記入力部材と出力部材間に組込まれて外周がクラッチ面と弾性接触する円筒形のクラッチばねとから成り、前記入力部材の一方向への回転時にクラッチ面との接触によりクラッチばねを拡径させて、そのクラッチばねのトルク出力側の端末から出力部材に回転トルクを伝達するようにしたスプリングクラッチにおいて、
前記クラッチ面のクラッチばねのトルク出力側端部と対向する位置に大径孔部を形成し、その大径孔部内に前記クラッチばねの出力側端部を覆う剛性の高いカバーリングを組込み、そのカバーリングが、クラッチばねのトルク出力側の端末部を覆う環状部の軸方向一端にクラッチばねの拡径変化を抑制する複数の抑止爪を、隣接する抑止爪間にクラッチばねの弾性変形を可能とする間隔をおいて一体に設けた構成からなることを特徴とするスプリングクラッチ。
【請求項２】
前記出力部材の外周にクラッチばねのトルク出力側の端末と周方向で対向して、その端末から回転トルクが伝達される突部を設けた請求項１に記載のスプリングクラッチ。
【請求項３】
前記環状部の軸方向他端に、出力部材に対して軸方向に位置決めされる内向きのフランジを設けた請求項１又は２に記載のスプリングクラッチ。
【請求項４】
前記抑止爪が、その先端から環状部の連設部位に至るに従って周方向幅が次第に大きくなるＶ形とされた請求項１乃至３のいずれかに記載のスプリングクラッチ。
【請求項５】
前記カバーリングを出力部材またはクラッチばねに対して回り止めした請求項１乃至４のいずれかに記載のスプリングクラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、入力部材と出力部材間に組込まれたクラッチばねによって入力部材の一方向の回転を出力部材に伝達すると共に、出力部材の回転速度が入力部材の回転速度を上回った場合に入力部材から出力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。
【背景技術】
【０００２】
一般に、エンジンのクランク軸の回転をベルト伝動装置によってエンジン補機の回転軸に伝えるようにした補機駆動装置においては、エンジンを急減速した場合、エンジン補機の回転軸に取付けられたプーリも同様に急減速しようとする。このとき、エンジン補機がオルタネータの場合、そのオルタネータの回転軸は慣性力が大きいため、エンジンが急減速されても回転軸は急減速されることはなく、その回転軸上に取付けられたプーリは一定の速度で回り続けようとする。
【０００３】
この場合、クランク軸上のプーリとオルタネータの回転軸上のプーリ間に大きな回転速度差が生じ、ベルトの張力が増大して破損し易くなる。
【０００４】
また、クランク軸は１回転中において角速度が変化しており、その角速度変動に起因してプーリとベルトの間で滑りを生じ、その滑りによってベルトが摩耗し、耐久性が低下することになる。
【０００５】
特許文献１には、そのような不都合を解消することができるようにしたクラッチプーリ装置が提案されている。
【０００６】
上記特許文献１に記載されたクラッチプーリ装置においては、プーリとその内側に組込まれたプーリハブとの間に断面が角形の線材からなるクラッチばねを組込み、そのクラッチばねの外周をプーリの内周に形成された円筒形のクラッチ面に弾性接触し、クラッチばねの一端のコイル部端末をプーリハブに係止し、上記プーリの一方向への回転時にクラッチばねを拡径させてクラッチ面に対する係合力を強め、そのクラッチばねを介してプーリの回転をプーリハブに伝達するようにしている。
【０００７】
また、プーリハブの回転速度がプーリの回転速度を上回った場合に、クラッチばねを縮径させ、プーリのクラッチ面とクラッチばねの接触部で滑りを生じさせてプーリをフリー回転させるようにしている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−３２２１７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上記特許文献１に記載されたクラッチプーリ装置においては、プーリハブの端部に形成されたうず巻き溝内にクラッチばねの一方の端末部を挿入して係止する構造であるため、うず巻き溝の入口部より外側においてコイル部の外周とプーリの内周に形成されたクラッチ面間に隙間が形成される。
【００１０】
このため、厚みの薄い剛性の低いばね素材からなるクラッチばねを採用した場合には、トルク伝達時のクラッチばねの変形モードが、クラッチばねの前記うず巻き溝の入口部と対応する位置に折れ曲がり部が形成されることになり、その折れ曲がり部にトルク入力時の応力が集中し、伝達トルクが繰り返し負荷された場合に、上記折れ曲がり部が疲労によって折損し、耐久性が著しく低下することになる。
【００１１】
そのような不都合を解消するため、クラッチばねとして、厚みの厚い剛性の高いばね素材からなるものを採用すると、クラッチばねを容易に拡径させることができず、クラッチ面に対する密着性が悪くなってクラッチの作動性が低下し、また、空転時にはクラッチ面とクラッチばねの接触部での摩擦による摩耗や発熱が大きくなるという問題が発生する。
【００１２】
この発明の課題は、クラッチの作動性の向上を図ることができると共に、クラッチばねが疲労によって折損するのを防止することができるようにした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。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するため、この発明においては、円筒形のクラッチ面を内周に有する入力部材と、その入力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部材と、前記入力部材と出力部材間に組込まれて外周がクラッチ面と弾性接触する円筒形のクラッチばねとから成り、前記入力部材の一方向への回転時にクラッチ面との接触によりクラッチばねを拡径させて、そのクラッチばねのトルク出力側の端末から出力部材に回転トルクを伝達するようにしたスプリングクラッチにおいて、前記クラッチ面のクラッチばねのトルク出力側端部と対向する位置に大径孔部を形成し、その大径孔部内に、クラッチばねのトルク出力側の端末部を覆う環状部の軸方向一端にクラッチばねの拡径変化を抑制する複数の抑止爪を、隣接する抑止爪間にクラッチばねの弾性変形を可能とする間隔をおいて一体に設けた剛性の高いカバーリングを組込んだ構成を採用したのである。
【００１４】
ここで、クラッチばねは、特許文献１に記載されているように、出力部材に形成された渦巻き溝内に端末部を挿入して係止し、その係止部から出力部材に回転トルク伝達するようにしてもよく、あるいは、出力部材の外周にクラッチばねのトルク出力側の端末と周方向で対向して回転トルクが伝達される突部を設け、その突部に回転トルクを伝達するようにしてもよい。出力部材に突部を向ける構成を採用すると、トルク伝達時にクラッチばねに折れ曲がりが形成されることはなくなるため、クラッチばねの疲労破壊をより確実に防止することができる。
【００１５】
この発明にかかるスプリングクラッチにおいて、環状部の軸方向他端に、出力部材に対して軸方向に位置決めされる内向きのフランジを設けることによって、カバーリングの軸方向の移動を防止することができるため、異音の発生を防止することができる。
【００１６】
また、抑止爪を、その先端から環状部の連設部位に至るに従って周方向幅が次第に大きくなるＶ形とすることによって、隣接する抑止爪間の間隔は抑止爪の先端間から後端間に至るに従って次第に小さくなるため、隣接する抑止爪間でのクラッチばねの変形量をクラッチばねのトルク出力側端に至るに従って小さくすることができる。このため、クラッチばねのトルク出力側端部のばね剛性を端末に至るに従って次第に高めることができ、クラッチばねの破損防止に効果を挙げることができると共に、クラッチばねに負荷されるトルク入力を効果的に緩和することができる。
【００１７】
さらに、カバーリングを出力部材またはクラッチばねに対して回り止めすることにより、カバーリングの自由回転を防止することができるため、異音の発生を防止することができる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明にかかるスプリングクラッチにおいては、クラッチ面に形成された大径孔部内に、クラッチばねのトルク出力側の端末部を覆う環状部の軸方向一端に複数の抑止爪を設けたカバーリングを組込んだことにより、そのカバーリングによってクラッチばねのトルク出力側端部のばね剛性を高めることができる。このため、クラッチばねとして、クラッチ面に対する密着性の良好な厚みの薄い弾性変形が容易なばね素材からなるものを採用することができ、クラッチの作動性の向上を図ることができる。
【００１９】
また、クラッチばねが拡径してクラッチ面にクラッチ係合する時、クラッチばねのトルク出力側端部はカバーリングの抑止爪と対向する部分で拡径するのが防止されてばね剛性が高められ、抑止爪間と対向する部分では半径方向外方に円弧状に盛り上がるよう弾性変形し、その弾性変形によってクラッチで発生する急激なトルク入力を緩和することができる。このため、クラッチばねが破損するようなことはなく、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１および図２に示すように、入力部材としてのプーリ１の内側には出力部材としてのプーリハブ２が組込まれ、軸受３によって相対的に回転自在に支持されている。
【００２１】
プーリ１の内周には円筒形のクラッチ面４が形成されている。一方、プーリハブ２の外周には、上記軸受３に近接する一端部にフランジ５が設けられ、そのフランジ５の一側において、プーリ１とプーリハブ２間にクラッチばね６が組込まれている。
【００２２】
クラッチばね６は断面が角形の線材から形成されて円筒状をなし、自然状態での外径はクラッチ面４の内径より大きく、縮径された状態でプーリ１内に組込まれて、外周がクラッチ面４と弾性接触している。
【００２３】
また、クラッチばね６の上記フランジ５と対向する一端部はトルク出力側端部とされ、そのトルク出力側端部の端末はフランジ５の外周に形成された突部７と周方向で対向し、プーリ１からクラッチばね６に伝達される回転トルクはクラッチばね６の端末から突部７に伝達されるようになっている。
【００２４】
クラッチ面４には、クラッチばね６のトルク出力側端部と対向する位置に大径孔部８が形成され、その大径孔部８内にクラッチばね６のトルク出力側端部を覆うカバーリング１０が組込まれている。
【００２５】
図３および図４に示すように、カバーリング１０は、クラッチばね６のトルク出力側の端末部を覆う環状部１１の軸方向一端にクラッチばね６の拡径変化を抑制する複数の抑止爪１２を周方向に等間隔に設けた剛性の高い材料から形成され、上記抑止爪１２間にはクラッチばね６の弾性変形を可能とする間隔が設けられている。
【００２６】
上記の構成から成るスプリングクラッチにおいて、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とクランク軸上のプーリ間にかけ渡されたベルトを介してクランク軸の回転をプーリ１に伝達する。
【００２７】
上記のような使用状態において、クランク軸の回転がプーリ１に伝達され、そのプーリ１が図２の矢印で示す方向に回転すると、クラッチばね６はクラッチ面４との接触により拡径する。その拡径によってクラッチ面４に対する係合力が増大するため、クラッチばね６はプーリ１と一体に回転し、その回転トルクはクラッチばね６のトルク出力側の一端から突部７に伝達され、プーリハブ２がプーリ１と同方向に回転する。
【００２８】
ここで、クラッチばね６が拡径してクラッチ面４にクラッチ係合する時、クラッチばね６のトルク出力側端部はカバーリング１０の抑止爪１２と対向する部分で拡径するのが防止されてばね剛性が高められ、抑止爪１２間と対向する部分では半径方向外方に円弧状に盛り上がるよう弾性変形する。その弾性変形によってクラッチで発生する急激なトルク入力が緩和され、その結果、クラッチばね６が破損するようなことはなく、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。
【００２９】
プーリ１からプーリハブ２への回転トルクの伝達状態において、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６が縮径し、そのクラッチばね６とクラッチ面４との接触部で滑りが生じてプーリ１がフリー回転し、プーリ１からプーリハブ２への回転伝達が遮断される。
【００３０】
実施の形態で示すように、クラッチばね６のトルク出力側端部にカバーリング１０を嵌合することにより、そのカバーリング１０によってクラッチばね６のトルク出力側端部のばね剛性を高めることができるため、クラッチばねとして、クラッチ面に対する密着性の良好な厚みの薄い弾性変形が容易なばね素材からなるものを採用することができ、クラッチの作動性の向上を図ることができる。
【００３１】
さらに、プーリハブ２の外周に形成されたフランジ５の外周にクラッチばね６のトルク出力側の端末と周方向で対向して回転トルクが伝達される突部７を設けることにより、トルク伝達時、クラッチばね６は略円筒形を保つ状態で拡径するため、クラッチばね６に折れ曲がりが形成されることはなくなり、クラッチばねの疲労による破損をより確実に防止することができる。
【００３２】
図５乃至図１６は、カバーリング１０の他の例を示す。図５乃至図８に示すように、環状部１１の軸方向他端に内向きのフランジ１３を設けると、そのフランジ１３をプーリハブ２に形成されたフランジ５と図１に示す軸受３とで軸方向に位置決めすることができるため、カバーリング１０の軸方向の移動を防止することができ、異音の発生を防止することができる。
【００３３】
図７乃至図１０に示すように、環状部１１の一端に連設された抑止爪１２を、先端から環状部１１の連設部位に向けて周方向の幅寸法が次第に大きくなるＶ形形状とすると、隣接する抑止爪１２間の間隔は、抑止爪１２の先端間で大きく、後端部間に至るに従って小さくなるため、隣接する抑止爪１２間でのクラッチばね６の変形量はクラッチばね６のトルク出力側端部に至るに従って小さくなる。  
【００３４】
このため、クラッチばね６のばね剛性を端末に至るに従って次第に高めることができ、クラッチばね６の破損防止に効果を挙げることができると共に、負荷されるトルク入力を効果的に緩和することができる。
【００３５】
図１１および図１２に示すように、環状部１１の軸方向長さＬをクラッチばね６のトルク出力側端部の端末における１巻きのコイル部を覆うことができる程度の長さとすることにより、上記コイル部の端末部の変形および摩耗の抑制に効果を挙げることができる。
【００３６】
図１３および図１４に示すように、環状部１１に突部７が係合可能な切欠部１４を形成し、あるいは、図１５および図１６(Ｉ)、(ＩＩ)に示すように、環状部１１からフランジ１３にわたって突部７が係合可能な切欠部１４を形成することにより、カバーリング１０をプーリハブ２に対して回り止めすることができ、カバーリング１０の自由回転を防止し、異音の発生を防止することができる。
【００３７】
なお、カバーリング１０は、クラッチばね６に回り止めするようにしてもよい。
【００３８】
図１６ (ＩＩ)に示すように、抑止爪１２の両側と環状部１１の端縁とが交差する部分に丸み１５を設けると、上記交差部に亀裂が生じるのを防止することができ、耐久性に優れたカバーリング１０を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【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のカバーリングの組込み部を示す断面図
【図４】図１に示すカバーリングの斜視図
【図５】カバーリングの他の例を示す嵌合状態の断面図
【図６】図５に示すカバーリングの斜視図
【図７】カバーリングの他の例を示す嵌合状態の断面図
【図８】図７に示すカバーリングの斜視図
【図９】カバーリングの他の例を示す嵌合状態の断面図
【図１０】図９に示すカバーリングの斜視図
【図１１】カバーリングのさらに他の例を示す嵌合状態の断面図
【図１２】図１１に示すカバーリングの斜視図
【図１３】カバーリングのさらに他の例を示す嵌合状態の断面図
【図１４】図１３に示すカバーリングの斜視図
【図１５】カバーリングのさらに他の例を示す嵌合状態の断面図
【図１６】(Ｉ)は図１５に示すカバーリングの斜視図、(II)はカバーリングのさらに他の例を示す斜視図
【符号の説明】
【００４０】
１      プーリ(入力部材)
２      プーリハブ(出力部材)
４      クラッチ面
６      クラッチばね
７      突部
８      大径孔部
１０    カバーリング
１１    環状部
１２    抑止爪
１３    フランジ
１４    切欠部
【図１】
2008025616.tif 000003
【図２】
2008025616.tif 000004
【図３】
2008025616.tif 000005
【図４】
2008025616.tif 000006
【図５】
2008025616.tif 000007
【図６】
2008025616.tif 000008
【図７】
2008025616.tif 000009
【図８】
2008025616.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2008025616.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2008025616.tif 000018