JPH11101331A - クラッチ内蔵プーリー - Google Patents

クラッチ内蔵プーリー

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JPH11101331A
JPH11101331A JP26346297A JP26346297A JPH11101331A JP H11101331 A JPH11101331 A JP H11101331A JP 26346297 A JP26346297 A JP 26346297A JP 26346297 A JP26346297 A JP 26346297A JP H11101331 A JPH11101331 A JP H11101331A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pulley
inner member
sprag
clutch
cylindrical
Prior art date
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Pending
Application number
JP26346297A
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English (en)
Inventor
Masakazu Domoto
正和 堂本
Masahiro Kurita
昌弘 栗田
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NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH11101331A publication Critical patent/JPH11101331A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 過大トルクが加わってもスプラグが転倒せ
ず、クラッチ機能が破壊されないクラッチ内蔵プーリー
を提供することである。 【解決手段】 アウター部材2の円筒面10と当接する
スプラグ5のカム面12を、曲率半径R1 、R2 の第1
および第2の円弧面12a、12bと、これらの曲率半
径R1 、R2 よりもかなり大きい曲率半径R3 の第3の
円弧面12cとで形成することにより、負荷トルクが増
大してカム面12の円筒面10との接触点Bが第3の円
弧面12cに移動すると、くさび角が急激に増大するよ
うにし、瞬間的な過大トルクが加わった際に、スプラグ
5と円筒面10との間に滑りを生じさせ、スプラグ5の
転倒を防止したのである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、クラッチが内蔵
されたプーリー、特に自動車の交流発電機駆動用に使用
されるクラッチ内蔵プーリーに関するものである。
【0002】
【従来の技術】自動車のクランクシャフトの回転を交流
発電機に伝達するために使用されるプーリーは、慣性力
が大きい交流発電機の回転軸をできるだけ一定の速度で
回転させるために、クラッチを内蔵したものが用いられ
ている。すなわち、このクラッチ内蔵プーリーは、クラ
ンクシャフトの回転が交流発電機の回転よりも速い場合
に回転を伝達し、クランクシャフトの回転が交流発電機
の回転よりも遅くなったときには、一方向クラッチの係
合を解除して、交流発電機の回転軸を自由に回転させる
ようにしている。
【0003】この種の自動車の交流発電機駆動用等に使
用されるクラッチ内蔵プーリーとしては、コンパクトな
設計を目的として、本出願人が出願した特願平8−25
6630号に記載のクラッチ内蔵プーリーがある。
【0004】前記クラッチ内蔵プーリーの基本構造を、
本願の実施形態を示す図1および図2に基づいて説明す
る。このクラッチ内蔵プーリーは、軸に取り付けられる
インナー部材1と、このインナー部材1の外側に配置さ
れた円筒状のアウター部材2と、これら両部材1、2の
間に保持器3に保持されて組み込まれた複数の鋼球4お
よびスプラグ5と、前記アウター部材2の外径面に嵌合
されたプーリー6とで構成されている。
【0005】前記インナー部材1の外径面とアウター部
材2の内径面には、円弧状断面の周方向に連なる軌道溝
7、8と、これらの各軌道溝7、8の両側に円筒面9、
10が設けられている。前記複数の鋼球4がこの両軌道
溝7、8に嵌まり込んで軸受部を形成している。前記複
数のスプラグ5はこの両軌道溝7、8に跨がって配置さ
れている。
【0006】前記スプラグ5は、図5(a)に示すよう
に、前記インナー部材1とアウター部材2の各円筒面
9、10と当接するカム面11、12が各々曲率半径R
1 ,R2 およびR1',R2'の2つの円弧面で形成され、
ばね片13で前記保持器3の壁に押圧されてその姿勢が
保持されている。
【0007】前記プーリー6がベルトにより駆動力を伝
達され、このプーリー6に嵌合された前記アウター部材
2が矢印の方向に回転すると、前記スプラグ5は、その
カム面12とアウター部材2の円筒面10との接触によ
り、右回りの回転モーメントを受け、前記円弧面で形成
されたカム面11、12がインナー部材1とアウター部
材2の各円筒面9、10に係合する。したがって、イン
ナー部材1とともに軸が回転し、駆動力が伝達される。
【0008】前記軸の回転速度が前記プーリー6の回転
速度よりも速い場合は、プーリー6が相対的に前記図5
(a)の矢印方向と逆方向に回転することになり、前記
スプラグ5は左回りの回転モーメントを受け、前記各円
筒面9、10との係合が外れる。したがって、この場合
は、前記軸とインナー部材1は、プーリー6の回転に拘
束されることなく自由に回転する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上述したタイプのクラ
ッチ内蔵プーリーは、前記スプラグ5のカム面11、1
2が2つの円弧面で形成され、図5(a)において、ス
プラグ5が右回りに回転してスプラグ高さが増大すると
くさび角が漸増する(図6)。すなわち、前記ベルトか
らの負荷トルクが増加するとスプラグ高さが増大し、こ
れに伴ってくさび角が増加して負荷に耐える。
【0010】ここに、スプラグ高さHは、インナー部材
1の外径寸法をd、アウター部材2の内径寸法をDとす
ると、(D−d)/2であり、くさび角αは、カム面1
1の前記円筒面9との接触点Aと、カム面12の前記円
筒面10との接触点Bを結ぶ直線と、前記インナー部材
1の回転中心Oから接触点Aを通って延びる直線との交
差角である。
【0011】しかしながら、図6に示したような特性を
有する従来のスプラグ5は、予期しない過大トルクが負
荷されると、前記くさび角αが限界値を越え、図5
(b)に示すように、右回りに転倒する問題がある。ス
プラグ5がこのように転倒すると、負荷が解除されても
元の姿勢に戻すことができず、クラッチ機能が破壊され
る。
【0012】上述のような過大トルクへの対応として、
常用トルクに対して非常に大きな安全率でクラッチを設
計することもできるが、この方法はクラッチの大型化と
コストアップに繋がり好ましくない。
【0013】そこで、この発明の課題は、過大トルクが
加わってもスプラグが転倒せず、クラッチ機能が破壊さ
れないクラッチ内蔵プーリー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、この発明は、周方向に連なる軌道溝とその両側に
円筒面が設けられた外径面を有し、軸に取り付けられる
インナー部材と、このインナー部材の外側に配置され、
周方向に連なる軌道溝とその両側に円筒面が設けられた
内径面を有するアウター部材と、このアウター部材の外
径面に嵌合されたプーリーと、前記インナー部材とアウ
ター部材の両軌道溝に嵌まり込んで保持された複数の転
動体と、前記両軌道溝に跨がって前記インナー部材とア
ウター部材の円筒面の間に保持され、これらの円筒面と
係合可能に形成されたカム面を有する複数のスプラグと
からなるクラッチ内蔵プーリーにおいて、前記スプラグ
の前記インナー部材もしくはアウター部材の円筒面また
はこれら両方の円筒面と対向するカム面を、くさび角が
漸減する第1の円弧面と、くさび角が漸増する第2の円
弧面と、この第2の円弧面の前記くさび角が漸増する側
の端に接続され、くさび角が急激に増大する第3の円弧
面とで形成した構成を採用したのである。
【0015】また、周方向に連なる軌道溝とその両側に
円筒面が設けられた外径面を有し、軸に取り付けられる
インナー部材と、このインナー部材の外側に配置され、
周方向に連なる軌道溝とその両側に円筒面が設けられた
内径面を有するプーリーと、前記インナー部材とプーリ
ーの両軌道溝に嵌まり込んで保持された複数の転動体
と、前記両軌道溝に跨がって前記インナー部材とプーリ
ーの円筒面の間に保持され、これらの円筒面と係合可能
に形成されたカム面を有する複数のスプラグとからなる
クラッチ内蔵プーリーにも、上述と同様のカム面を有す
るスプラグを採用することができる。
【0016】すなわち、前記アウター部材もしくはプー
リーの円筒面と対向するスプラグのカム面にくさび角が
急激に増大する第3の円弧面を設けることにより、プー
リーに瞬間的な過大トルクが負荷された時に、前記スプ
ラグのカム面の前記円筒面との接触点が前記第2の円弧
面から第3の円弧面側に移動してくさび角が急激に増大
するため、前記接触点の移動が止まって、スプラグと前
記円筒面の間で滑りが生じる。このとき、クラッチは滑
ることになるが、過大トルクが解除されれば、機能を回
復することができる。
【0017】前記第3の円弧面は、前記インナー部材の
円筒面に対向するスプラグのカム面、もしくは2つの各
円筒面に対向する両方のカム面に設けても、同じ効果を
得ることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施形態を説
明する。図1および図2に示したように、実施形態のク
ラッチ内蔵プーリーは、インナー部材1と、円筒状のア
ウター部材2と、これら両部材1、2の間に保持器3で
保持されて組み込まれた複数の鋼球4およびスプラグ5
と、アウター部材2の外径面に嵌合されたプーリー6と
で基本的に構成され、前記インナー部材1の外径面とア
ウター部材2の内径面には、円弧状断面の周方向に連な
る軌道溝7、8と、これらの各軌道溝7、8の両側に円
筒面9、10が設けられている。前記複数の鋼球4はこ
の両軌道溝7、8に嵌まり込んで軸受部を形成し、前記
複数のスプラグ5は両軌道溝7、8に跨がって配置され
ている。
【0019】この実施形態のスプラグ5は、図3(a)
に示すように、前記アウター部材2の円筒面10と当接
するカム面12が、曲率半径R1 、R2 の第1および第
2の円弧面12a、12bと、これらの曲率半径R1
2 よりもかなり大きい曲率半径R3 の第3の円弧面1
2cで形成されている。前記インナー部材1の円筒面9
と当接するカム面11は、曲率半径R1'とR2'の2つの
円弧面で形成されている。また、スプラグ5はばね片1
3で前記保持器3の壁に押圧されてその姿勢が保持され
ている。
【0020】このスプラグ5の前述したスプラグ高さH
とくさび角αの特性曲線は、図4に示す通りであり、前
記カム面12の円筒面10との接触点Bが、前記円弧面
12bから円弧面12cに移行するときのスプラグ高さ
C でくさび角αが急激に増大する。
【0021】したがって、プーリー6に瞬間的な過大ト
ルクが負荷されると、スプラグ5は、図3(a)に示し
た通常のクラッチ状態から右回りに回転し、図3(b)
に示すように、前記円弧面12cを円筒面10に接触さ
せた状態で右回りの回転を止めて円筒面10との間に滑
りを生じ、図5(b)に示したように、転倒することは
ない。
【0022】上述の実施形態では、前記第3の円弧面を
大きな曲率半径のものとしたが、曲率半径を無限大とし
て第3の円弧面を平面としてもよい。
【0023】以下に実施例および比較例を挙げる。
【0024】
【実施例】図3(a)に示した形状のスプラグを組み込
んだ定格トルク容量4.45kgf・mのクラッチ内蔵
プーリーを用意した。
【0025】
【比較例】実施例と同一定格トルク容量で、図5(a)
に示した形状のスプラグを組み込んだクラッチ内蔵プー
リーを用意した。
【0026】上記、実施例および比較例のクラッチ内蔵
プーリーを軸に取り付け、徐々に負荷トルクを増大して
スプラグが転倒する限界トルクを調査した。
【0027】この結果、比較例のクラッチ内蔵プーリー
は負荷トルク15kgf・mでスプラグが転倒したのに
対して、実施例のクラッチ内蔵プーリーは負荷トルクを
25kgf・mまで上昇してもスプラグは転倒しなかっ
た。
【0028】
【発明の効果】以上のように、この発明のクラッチ内蔵
プーリーは、スプラグのインナー部材もしくはアウター
部材の円筒面またはこれら両方の円筒面と対向するカム
面を、くさび角が漸減する第1の円弧面と、くさび角が
漸増する第2の円弧面と、この第2の円弧面の前記くさ
び角が漸増する側の端に接続され、くさび角が急激に増
大する第3の円弧面とで形成したので、プーリーに瞬間
的な過大トルクが負荷されても、スプラグが転倒するこ
となく、過大トルクが解除されれば、再びクラッチ機能
を回復することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】クラッチ内蔵プーリーの実施形態を示す縦断面
【図2】図1のII−II線に沿った一部省略断面図
【図3】a、bは実施形態のスプラグの作動状態を説明
する断面図
【図4】図3のスプラグのスプラグ高さとくさび角の関
係を示すグラフ
【図5】a、bは従来のスプラグの作動状態を説明する
断面図
【図6】図5のスプラグのスプラグ高さとくさび角の関
係を示すグラフ
【符号の説明】
1 インナー部材 2 アウター部材 3 保持器 4 鋼球 5 スプラグ 6 プーリー 7、8 軌道溝 9、10 円筒面 11、12 カム面 12a、12b、12c 円弧面 13 ばね片

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 周方向に連なる軌道溝とその両側に円筒
    面が設けられた外径面を有し、軸に取り付けられるイン
    ナー部材と、このインナー部材の外側に配置され、周方
    向に連なる軌道溝とその両側に円筒面が設けられた内径
    面を有するアウター部材と、このアウター部材の外径面
    に嵌合されたプーリーと、前記インナー部材とアウター
    部材の両軌道溝に嵌まり込んで保持された複数の転動体
    と、前記両軌道溝に跨がって前記インナー部材とアウタ
    ー部材の円筒面の間に保持され、これらの円筒面と係合
    可能に形成されたカム面を有する複数のスプラグとから
    なるクラッチ内蔵プーリーにおいて、前記スプラグの前
    記インナー部材もしくはアウター部材の円筒面またはこ
    れら両方の円筒面と対向するカム面が、くさび角が漸減
    する第1の円弧面と、くさび角が漸増する第2の円弧面
    と、この第2の円弧面の前記くさび角が漸増する側の端
    に接続され、くさび角が急激に増大する第3の円弧面と
    で形成されたことを特徴とするクラッチ内蔵プーリー。
  2. 【請求項2】 周方向に連なる軌道溝とその両側に円筒
    面が設けられた外径面を有し、軸に取り付けられるイン
    ナー部材と、このインナー部材の外側に配置され、周方
    向に連なる軌道溝とその両側に円筒面が設けられた内径
    面を有するプーリーと、前記インナー部材とプーリーの
    両軌道溝に嵌まり込んで保持された複数の転動体と、前
    記両軌道溝に跨がって前記インナー部材とプーリーの円
    筒面の間に保持され、これらの円筒面と係合可能に形成
    されたカム面を有する複数のスプラグとからなるクラッ
    チ内蔵プーリーにおいて、前記スプラグの前記インナー
    部材もしくはプーリーの円筒面またはこれら両方の円筒
    面と対向するカム面が、くさび角が漸減する第1の円弧
    面と、くさび角が漸増する第2の円弧面と、この第2の
    円弧面の前記くさび角が漸増する側の端に接続され、く
    さび角が急激に増大する第3の円弧面とで形成されたこ
    とを特徴とするクラッチ内蔵プーリー。
JP26346297A 1997-09-29 1997-09-29 クラッチ内蔵プーリー Pending JPH11101331A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022264525A1 (ja) * 2021-06-17 2022-12-22 株式会社椿本チエイン カムクラッチ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022264525A1 (ja) * 2021-06-17 2022-12-22 株式会社椿本チエイン カムクラッチ
JP2023000070A (ja) * 2021-06-17 2023-01-04 株式会社椿本チエイン カムクラッチ

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