(57)【要約】【課題】クラッチばねの表面およびクラッチ面の摩耗を軽減し、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。【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との間に断面が角形の線材からなるクラッチばね１７を組込み、そのクラッチばね１７の外周をプーリ１の内周に形成された円筒形のクラッチ面１６に弾性接触し、クラッチばね１７の一端のコイル部端末をプーリハブ２に係止し、上記プーリ１の一方向への回転時にクラッチばね１７を拡径させてクラッチ面１６に対する係合力を強め、そのクラッチばね１７を介してプーリ１の回転をプーリハブ２に伝達する。クラッチ面１６とクラッチばね１７の外周面における一方にダイヤモンドライクカーボン皮膜１８を形成し、プーリ１のフリー回転時に、すべりを生じながら接触回転するクラッチ面１６とクラッチばね１７の接触部の耐摩耗性の向上を図る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状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一方の端末部が出力部材に係止され、前記クラッチ面に外周面が弾性接触されたクラッチばねとから成り、前記入力部材の一方向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入力部材から出力部材へ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、
前記入力部材のクラッチ面とクラッチばねの外周面の少なくとも一方にダイヤモンドライクカーボン皮膜を形成したことを特徴とする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。
【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】
【０００８】
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、プーリのフリー回転時、プーリのクラッチ面とクラッチばねの接触部ですべりを伴いながら接触回転するため、クラッチばねの表面およびクラッチ面が摩耗し易いという不都合がある。
【０００９】
この発明の課題は、クラッチばねの表面およびクラッチ面の摩耗を軽減し、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】
【００１０】
上記の課題を解決するため、この発明においては、円筒状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一方の端末部が出力部材に係止され、前記クラッチ面に外周面が弾性接触されたクラッチばねとから成り、前記入力部材の一方向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入力部材から出力部材へ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、前記入力部材のクラッチ面とクラッチばねの外周面の少なくとも一方にダイヤモンドライクカーボン皮膜を形成した構成を採用したのである。
【発明の効果】
【００１１】
上記のように、入力部材に形成されたクラッチ面とクラッチばねの外周面の少なくとも一方にダイヤモンドライクカーボン皮膜を形成したことによって、そのダイヤモンドライクカーボン皮膜はきわめて滑らかであり、しかも非常に硬いため、入力部材のフリー回転時に、すべりを生じながら接触回転するクラッチ面とクラッチばねの接触部の耐摩耗性の向上を図ることができ、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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が相対的に回転自在に組込まれている。
【００１３】
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。この出力軸２ａは両端に小径部３、４を有し、一端の小径部３の外周とプーリ１の一端部内周間にプーリ１とプーリハブ２を相対的に回転自在に支持する片シール軸受５が組込まれている。
【００１４】
また、他端の小径部４の外周にはプーリ１の他端部内周に取付けられたシール部材６の内径部が弾性接触しており、そのシール部材６と上記片シール軸受５との間にグリース封入空間３０が形成されている。
【００１５】
スリーブ２ｂは合成樹脂の成形品から成る。このスリーブ２ｂは出力軸２ａの外周に圧入され、シール部材６側の端部内周には環状突出部７が形成されている。環状突出部７は出力軸２ａの他端部外周に形成された肩部８と出力軸２ａの小径部４の外周に取付けた止め輪９とによって軸方向に非可動とされている。
【００１６】
また、スリーブ２ｂの両端部外周には一対の鍔１０、１１が形成され、その一対の鍔１０、１１間がグリース溜りとされている。一対の鍔１０、１１は外径が相違し、シール部材６側の大径鍔１０の外径はプーリ１の内径より少し小径とされ、後述するクラッチばねの抜け防止機構として作用すると共に、その大径鍔１０の外径面はプーリ１と出力軸２ａとを相対的に回転自在に支持するラジアル軸受面１２とされている。
【００１７】
片シール軸受５側の小径鍔１１は大径鍔１０より幅広とされている。図２に示すように、小径鍔１１には片シール軸受５と対向する側面に一対の嵌合凹部１３が１８０°の間隔をおいて形成されている。一方、出力軸２ａの片シール軸受５側の端部外周には各嵌合凹部１３に嵌合される一対の突出部１４ａ、１４ｂが１８０°の間隔をおいて設けられ、その突出部１４ａ、１４ｂと嵌合凹部１３の嵌合によってスリーブ２ｂは出力軸２ａに回り止めされている。
【００１８】
一対の突出部１４ａ、１４ｂは長さが相違し、長さの長い突出部１４ａの先端部は小径鍔１１の外径面より外方に位置してその外周がプーリ１の内周に近接している。
【００１９】
また、小径鍔１１の外径面には長さの長い突出部１４ａが嵌合された嵌合凹部１３から周方向に延びる切欠部１５が設けられている。
【００２０】
図１に示すように、プーリ１の内周には、片シール軸受５とシール部材６間に円筒状のクラッチ面１６が形成され、そのクラッチ面１６の内側にクラッチばね１７が設けられている。
【００２１】
クラッチばね１７は断面が角形の線材から成り、そのクラッチばね１７は自然状態でクラッチ面１６の内径より大径とされ、縮径された状態でプーリ１内に組込まれて外周面がクラッチ面１６と弾性接触している。
【００２２】
ここで、クラッチばね１７の外周面が接触するクラッチ面１６には、図４(Ｉ)に示すように、ダイヤモンドライクカーボン皮膜(以下、ＤＬＣ皮膜という)１８が形成され、そのＤＬＣ皮膜１８にクラッチばね１７が弾性接触している。
【００２３】
図１乃至図３に示すように、クラッチばね１７の一端のコイル部１７ａにおける端末部にはトルク伝達用突部１９が係止され、そのトルク伝達用突部１９がスリーブ２ｂの外径面に形成された切欠部１５内に嵌合されて突出部１４ａと周方向で対向している。
【００２４】
突出部１４ａのトルク伝達用突部１９の先端面と対向する側面はテーパ面２０とされ、一方、トルク伝達用突部１９の突出部１４ａと対向する先端面も上記テーパ面２０に適合するテーパ面２１とされている。
【００２５】
ここで、クラッチばね１７の端末部とトルク伝達用突部１９の係止に際し、図３に示すように、トルク伝達用突部１９の上面にＬ形の係合凹部２２を形成し、一方、クラッチばね１７の端末にＬ形の係合片２３を設け、その係合片２３を係合凹部２２に係合させるようにしている。
【００２６】
図１に示すように、片シール軸受５と出力軸２ａの一端部外周に形成された肩部２４間には位置決めリング２５が設けられている。位置決めリング２５の外周には位置決め片２６が設けられ、その位置決め片２６はトルク伝達用突部１９の側面に当接しており、上記位置決め片２６とスリーブ２ｂの大径鍔１０とによってクラッチばね１７は軸方向に位置決めされている。
【００２７】
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。
【００２８】
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１７がクラッチ面１６との接触により拡径して、クラッチ面１６に対する圧接係合力が増大する。このとき、クラッチばね１７の一端のトルク伝達用突部１９は突出部１４ａのテーパ面２０に沿って半径方向外方にスムーズに摺動し、クラッチばね１７の一端のコイル部１７ａの外周面がプーリ１のクラッチ面１６に圧接すると共に、トルク伝達用突部１９から突出部１４ａに回転トルクが伝達され、プーリハブ２がプーリ１と同方向に回転する。
【００２９】
このように、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１７の一端のコイル部１７ａは、その外周面がクラッチ面１６に圧接する状態で突出部１４ａに回転トルクを伝達するため、コイル部１７ａに折れ曲がり部が形成されることはない。このため、回転トルクの伝達と遮断とが繰り返し行なわれてもコイル部１７ａは疲労によって破損することはなく、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。
【００３０】
また、突出部１４ａとトルク伝達用突部１９との接触が金属同士の接触であるため、接触面の摩耗を抑制することができる。
【００３１】
さらに、突出部１４ａとトルク伝達用突部１９を、熱処理等によって表面硬さを向上させることで、接触面の摩耗をより低減できる。
【００３２】
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、切欠部１５とトルク伝達用突部１９との係合により、クラッチばね１７の一端のコイル部１７ａが引きずられ、コイル部１７ａは自己の復元弾性によりスリーブ２ｂの径方向内方に移動して図２に示すように、クラッチ面１６から離れると共に、クラッチばね１７が縮径し、そのクラッチばね１７とクラッチ面１６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。
【００３３】
このように、プーリハブ２の回転速度がプーリの１回転速度を上回っても、切欠部１５とトルク伝達用突部１９の係合によって、そのトルク伝達用突部１９は突出部１４ａから離れないため、プーリ１の回転速度がプーリハブ２の回転速度を上回ると、トルク伝達用突部１９は突出部１４ａのテーパ面２０を直ちに押圧することになり、プーリハブ２に対して回転トルクを素速く伝達することができる。
【００３４】
ここで、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１７の外周面はクラッチ面１６との接触部ですべりを伴いながら接触回転する。
【００３５】
このとき、クラッチ面１６にはＤＬＣ皮膜１８が形成されており、そのＤＬＣ皮膜１８はきわめて滑らかで、しかも非常に硬い皮膜であるため、クラッチ面１６とクラッチばね１７の接触部で生じる摩耗を軽減できる６。
【００３６】
このように、クラッチ面１６にＤＬＣ皮膜１８を設けることによって、クラッチ面１６とクラッチばね１７の接触部の耐摩耗性の向上を図ることができるので、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。
【００３７】
図４(Ｉ)では、クラッチ面１６にＤＬＣ皮膜１８を設けたが、図４(II)に示すように、クラッチばね１７の外周面にＤＬＣ皮膜１８を設けるようにしてもよく、あるいは図４(III)に示すように、クラッチ面１６とクラッチばね１７の外周面のそれぞれにＤＬＣ皮膜１８を設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【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】クラッチばねとプーリハブの連結部を示す斜視図
【図４】(Ｉ)はクラッチ面とクラッチばねの接触部を拡大して示す断面図、(II)はクラッチ面とクラッチばねの接触部の他の例を示す断面図、(III) はクラッチ面とクラッチばねの接触部のさらに他の例を示す断面図
【符号の説明】
【００３９】
１    プーリ(入力部材)
２    プーリハブ(出力部材)
１６  クラッチ面
１７  クラッチばね
１８  ダイヤモンドライクカーボン皮膜
【図１】
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【図２】
2007278364.tif 000004
【図３】
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【図４】
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