JP2001330062A - 一方向クラッチおよびクラッチ内蔵プーリ - Google Patents
一方向クラッチおよびクラッチ内蔵プーリInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐摩耗性に優れた係合子を有する耐久性に優
れた一方向クラッチを提供することである。 【解決手段】 内方部材２１と外方部材２５の間に組込
まれた係合子２８を下記の元素成分から成る鋼材で形成
し、その係合子２８を焼入れ処理後または浸炭焼入れ後
に焼戻し処理して焼戻し硬さがＨR Ｃ５８以上とし、か
つ最大の炭化物寸法を８μｍ以下とする。 記 合金元素の含有量が質量％で、Ｃを０．６以上１．３以
下、Ｓｉを０．３以上３．０以下、Ｍｎを０．２以上
１．５以下、Ｐを０．０３以下、Ｓを０．０３以下、Ｃ
ｒを０．３以上５．０以下、Ｎｉを０．１以上３．０以
下、Ａｌを０．０５０以下、Ｔｉを０．００３以下、Ｏ
を０．００１５以下、Ｎを０．０１５以下含み、残部が
Ｆｅおよび不可避不純物を有する。
れた一方向クラッチを提供することである。 【解決手段】 内方部材２１と外方部材２５の間に組込
まれた係合子２８を下記の元素成分から成る鋼材で形成
し、その係合子２８を焼入れ処理後または浸炭焼入れ後
に焼戻し処理して焼戻し硬さがＨR Ｃ５８以上とし、か
つ最大の炭化物寸法を８μｍ以下とする。 記 合金元素の含有量が質量％で、Ｃを０．６以上１．３以
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Ｆｅおよび不可避不純物を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、外方部材と内方
部材との間に係合子を組込み、その係合子の変位によっ
て外方部材と内方部材の相互間で回転トルクの伝達と遮
断とを行なうようにした一方向クラッチに関するもので
ある。
部材との間に係合子を組込み、その係合子の変位によっ
て外方部材と内方部材の相互間で回転トルクの伝達と遮
断とを行なうようにした一方向クラッチに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】一般に、内燃機関においては、エンジン
のクランクシャフトの回転をベルト伝動装置によりオル
タネータ等のエンジン補機の回転軸に伝達して、エンジ
ン補機を駆動するようにしている。
のクランクシャフトの回転をベルト伝動装置によりオル
タネータ等のエンジン補機の回転軸に伝達して、エンジ
ン補機を駆動するようにしている。
【０００３】上記のようなエンジン補機の駆動装置にお
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。しかし、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、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
とし、クランクシャフト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
張力が増加して破損し易くなる。
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。しかし、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、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
とし、クランクシャフト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
張力が増加して破損し易くなる。
【０００４】また、クランクシャフトは１回転中におい
て角速度が変動しており、その角速度変動に起因してエ
ンジン補機の回転軸上におけるプーリとベルトの間で滑
りが生じ、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。
て角速度が変動しており、その角速度変動に起因してエ
ンジン補機の回転軸上におけるプーリとベルトの間で滑
りが生じ、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】そのような不都合を解消するため、特開昭
６１−２２８１５３号公報に記載されたベルト伝動装置
においては、エンジン補機の回転軸とプーリとの間に一
方向クラッチを組込み、前記プーリの回転速度が回転軸
の回転速度より低下した場合に、一方向クラッチのロッ
ク解除によってプーリをフリー回転させ、ベルトの張力
増加を防止すると共に、プーリとベルトの相互間におけ
る滑りを防止するようにしている。
６１−２２８１５３号公報に記載されたベルト伝動装置
においては、エンジン補機の回転軸とプーリとの間に一
方向クラッチを組込み、前記プーリの回転速度が回転軸
の回転速度より低下した場合に、一方向クラッチのロッ
ク解除によってプーリをフリー回転させ、ベルトの張力
増加を防止すると共に、プーリとベルトの相互間におけ
る滑りを防止するようにしている。
【０００６】ここで、プーリと一方向クラッチの組付け
が別々の組付けであると、組付けに非常に手間がかか
る。その組付けの容易化を図るため、本件出願人は、図
５に示すクラッチ内蔵プーリを既に提案している。図５
に示すクラッチ内蔵プーリは、エンジン補機の回転軸に
取付けられる内方部材４０の外周に一対の軸受４１を取
付け、その一対の軸受４１によってプーリ４２を回転自
在に支持すると共に、一対の軸受４１間に一方向クラッ
チ４３を組込んでいる。
が別々の組付けであると、組付けに非常に手間がかか
る。その組付けの容易化を図るため、本件出願人は、図
５に示すクラッチ内蔵プーリを既に提案している。図５
に示すクラッチ内蔵プーリは、エンジン補機の回転軸に
取付けられる内方部材４０の外周に一対の軸受４１を取
付け、その一対の軸受４１によってプーリ４２を回転自
在に支持すると共に、一対の軸受４１間に一方向クラッ
チ４３を組込んでいる。
【０００７】一方向クラッチ４３はプーリ４２の内周面
に圧入されるクラッチ外輪４４を有し、そのクラッチ外
輪４４と内方部材４０との間に組込まれた保持器４５の
周方向に複数のポケット４６を等間隔に形成し、各ポケ
ット４６内にスプラグから成る係合子４７と、その係合
子４７の両端の円弧面４８がクラッチ外輪４４の円筒形
内面４９と内方部材４０の円筒形外面５０に係合する方
向に係合子４７を押圧するばね５１とを組込み、前記ク
ラッチ外輪４４の図５（II）に示す矢印方向の回転時
に、そのクラッチ外輪４４の円筒形内面４９との接触に
より係合子４７を起立させて両端の円弧面４８をクラッ
チ外輪４４の円筒形内面４９および内方部材４０の円筒
形外面５０に係合させ、プーリ４２の回転を内方部材４
０に伝えるようにしている。また、内方部材４０の回転
速度がクラッチ外輪４４の回転速度を上回った場合に、
内方部材４０との接触により係合子４７を周方向に伏倒
させ、両端の円弧面４８をクラッチ外輪４４の円筒形内
面４９および内方部材４０の円筒形外面５０に対して係
合解除させて、プーリ４２をフリー回転させるようにし
ている。
に圧入されるクラッチ外輪４４を有し、そのクラッチ外
輪４４と内方部材４０との間に組込まれた保持器４５の
周方向に複数のポケット４６を等間隔に形成し、各ポケ
ット４６内にスプラグから成る係合子４７と、その係合
子４７の両端の円弧面４８がクラッチ外輪４４の円筒形
内面４９と内方部材４０の円筒形外面５０に係合する方
向に係合子４７を押圧するばね５１とを組込み、前記ク
ラッチ外輪４４の図５（II）に示す矢印方向の回転時
に、そのクラッチ外輪４４の円筒形内面４９との接触に
より係合子４７を起立させて両端の円弧面４８をクラッ
チ外輪４４の円筒形内面４９および内方部材４０の円筒
形外面５０に係合させ、プーリ４２の回転を内方部材４
０に伝えるようにしている。また、内方部材４０の回転
速度がクラッチ外輪４４の回転速度を上回った場合に、
内方部材４０との接触により係合子４７を周方向に伏倒
させ、両端の円弧面４８をクラッチ外輪４４の円筒形内
面４９および内方部材４０の円筒形外面５０に対して係
合解除させて、プーリ４２をフリー回転させるようにし
ている。
【０００８】上記の構成から成るクラッチ内蔵プーリを
エンジン補機の回転軸に取付けたベルト伝動装置におい
て、自動車エンジンが４サイクル４気筒エンジンの場
合、上記エンジンはクランクシャフトの１回転当りに２
回の爆発行程を伴なうため、一方向クラッチ４３はクラ
ンクシャフトの一回転当りにロックおよびロック解除を
２回繰り返すことになる。
エンジン補機の回転軸に取付けたベルト伝動装置におい
て、自動車エンジンが４サイクル４気筒エンジンの場
合、上記エンジンはクランクシャフトの１回転当りに２
回の爆発行程を伴なうため、一方向クラッチ４３はクラ
ンクシャフトの一回転当りにロックおよびロック解除を
２回繰り返すことになる。
【０００９】このため、エンジンの３０００ｒｐｍ以上
の高速回転域では一方向クラッチ４３は頻繁にロックお
よびロック解除を繰り返すことになり、一方向クラッチ
４３の係合子４７の硬度が低い場合、係合子４７はクラ
ッチ外輪４４の円筒形内面４９および内方部材４０の円
筒形外面５０に対する接触によって摩耗し、その摩耗に
よりストラト角が大きくなり、一方向クラッチ４３にロ
ック不良が発生する。
の高速回転域では一方向クラッチ４３は頻繁にロックお
よびロック解除を繰り返すことになり、一方向クラッチ
４３の係合子４７の硬度が低い場合、係合子４７はクラ
ッチ外輪４４の円筒形内面４９および内方部材４０の円
筒形外面５０に対する接触によって摩耗し、その摩耗に
よりストラト角が大きくなり、一方向クラッチ４３にロ
ック不良が発生する。
【００１０】また、エンジンを急減速した場合、一方向
クラッチ４３の係合子４７は係合解除して、クラッチ外
輪４４の内筒形内面４９および内方部材４０の円筒形外
面５０上を滑り、その滑りによって係合子４７に摩擦が
生じる。
クラッチ４３の係合子４７は係合解除して、クラッチ外
輪４４の内筒形内面４９および内方部材４０の円筒形外
面５０上を滑り、その滑りによって係合子４７に摩擦が
生じる。
【００１１】したがって、一方向クラッチ４３の係合子
４７、特にローラと違って自転しないスプラグには優れ
た耐摩耗性が要求される。
４７、特にローラと違って自転しないスプラグには優れ
た耐摩耗性が要求される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来から知
られている一方向クラッチ４３の係合子４７は、普通、
ＳＵＪ２などの高炭素クロム鋼で形成して焼入れ処理を
施し、あるいはＳＣＭ４２０、ＳＮＣＭ４２０、ＳＮＣ
Ｍ８１５のはだ焼鋼で形成してＡＳ処理（浸炭窒化処
理）を施して硬度を高めるようにしているが、クラッチ
内蔵プーリに組込まれた一方向クラッチ４３のように、
エンジン減速時に係合子に大きな滑りが生じ、あるい
は、ロックおよびロック解除が頻繁に繰り返し行なわれ
る場合、係合子４７の耐摩耗性は充分とは言えず、一方
向クラッチの寿命向上を図るうえにおいて係合子４７の
耐摩耗性を向上させる必要がある。
られている一方向クラッチ４３の係合子４７は、普通、
ＳＵＪ２などの高炭素クロム鋼で形成して焼入れ処理を
施し、あるいはＳＣＭ４２０、ＳＮＣＭ４２０、ＳＮＣ
Ｍ８１５のはだ焼鋼で形成してＡＳ処理（浸炭窒化処
理）を施して硬度を高めるようにしているが、クラッチ
内蔵プーリに組込まれた一方向クラッチ４３のように、
エンジン減速時に係合子に大きな滑りが生じ、あるい
は、ロックおよびロック解除が頻繁に繰り返し行なわれ
る場合、係合子４７の耐摩耗性は充分とは言えず、一方
向クラッチの寿命向上を図るうえにおいて係合子４７の
耐摩耗性を向上させる必要がある。
【００１３】この発明の課題は、係合子の耐摩耗性を向
上させた耐久性に優れた一方向クラッチおよびクラッチ
内蔵プーリを提供することである。
上させた耐久性に優れた一方向クラッチおよびクラッチ
内蔵プーリ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、この発明に係る一方向クラッチにおいては、内方
部材と、外方部材と、その両部材間に組込まれて両部材
が一方向に相対回転する動きによりロック解除位置から
ロック位置に変位されると共に、他方向に相対回転する
動きによってロック位置からロック解除位置に変位され
る係合子とを備える一方向クラッチにおいて、前記内方
部材、外方部材および係合子のうち、少なくとも係合子
を、合金元素の含有量が質量％で、Ｃを０．６以上１．
３以下、Ｓｉを０．３以上３．０以下、Ｍｎを０．２以
上１．５以下、Ｐを０．００３以下、Ｓを０．００３以
下、Ｃｒを０．３以上５．０以下、Ｎｉを０．１以上
３．０以下、Ａｌを０．０５０以下、Ｔｉを０．００３
以下、Ｏを０．００１５以下、Ｎを０．０１５以下含
み、残部がＦｅおよび不可避不純物を有する鋼材で形成
し、焼入れ処理または浸炭窒化処理後に焼戻しして表面
硬さをＨR Ｃ５８以上とし、かつ最大の炭化物寸法を８
μｍ以下とした構成を採用したのである。
めに、この発明に係る一方向クラッチにおいては、内方
部材と、外方部材と、その両部材間に組込まれて両部材
が一方向に相対回転する動きによりロック解除位置から
ロック位置に変位されると共に、他方向に相対回転する
動きによってロック位置からロック解除位置に変位され
る係合子とを備える一方向クラッチにおいて、前記内方
部材、外方部材および係合子のうち、少なくとも係合子
を、合金元素の含有量が質量％で、Ｃを０．６以上１．
３以下、Ｓｉを０．３以上３．０以下、Ｍｎを０．２以
上１．５以下、Ｐを０．００３以下、Ｓを０．００３以
下、Ｃｒを０．３以上５．０以下、Ｎｉを０．１以上
３．０以下、Ａｌを０．０５０以下、Ｔｉを０．００３
以下、Ｏを０．００１５以下、Ｎを０．０１５以下含
み、残部がＦｅおよび不可避不純物を有する鋼材で形成
し、焼入れ処理または浸炭窒化処理後に焼戻しして表面
硬さをＨR Ｃ５８以上とし、かつ最大の炭化物寸法を８
μｍ以下とした構成を採用したのである。
【００１５】ここで、係合子の素材である鋼材は列挙し
た元素以外にＢ（ボロン）やＷ（タングステン）または
これ以外の元素が含まれていてもよい。
た元素以外にＢ（ボロン）やＷ（タングステン）または
これ以外の元素が含まれていてもよい。
【００１６】なお、内方部材と外方部材については、Ｓ
ＵＪ２やＳＣＭ４１５等で形成して、焼入れまたは浸炭
焼入れを施して硬度を高めるようにしてもよく、あるい
は、係合子と同材料のもので形成して、係合子と同一の
熱処理を施すようにしてもよい。
ＵＪ２やＳＣＭ４１５等で形成して、焼入れまたは浸炭
焼入れを施して硬度を高めるようにしてもよく、あるい
は、係合子と同材料のもので形成して、係合子と同一の
熱処理を施すようにしてもよい。
【００１７】この発明に係る一方向クラッチにおいて、
係合子は、両端に円弧面を有するスプラグであってもよ
く、あるいはローラであってもよい。スプラグを採用す
る場合は、内方部材に円筒形外面を形成し、外方部材に
は円筒形内面を設け、前記円筒形外面と円筒形内面にス
プラグの両端の円弧面が係合する方向にスプラグを弾性
部材で押圧する。
係合子は、両端に円弧面を有するスプラグであってもよ
く、あるいはローラであってもよい。スプラグを採用す
る場合は、内方部材に円筒形外面を形成し、外方部材に
は円筒形内面を設け、前記円筒形外面と円筒形内面にス
プラグの両端の円弧面が係合する方向にスプラグを弾性
部材で押圧する。
【００１８】また、ローラを採用する場合は、内方部材
の外周と外方部材の内周のいずれか一方に円筒面を形成
し、他方にその円筒面との間でくさび形の空間を形成す
るカム面を形成し、そのカム面と円筒面とで形成される
くさび空間の狭小部に向けてローラを弾性部材で押圧す
る。
の外周と外方部材の内周のいずれか一方に円筒面を形成
し、他方にその円筒面との間でくさび形の空間を形成す
るカム面を形成し、そのカム面と円筒面とで形成される
くさび空間の狭小部に向けてローラを弾性部材で押圧す
る。
【００１９】上記のような組成を有する鋼材で係合子を
形成することにより、その係合子を焼入れ焼戻しするこ
とにより、耐摩耗性および耐熱性に優れた係合子を得る
ことができる。なお、焼戻し温度は１８０℃以上３５０
℃以下が好ましい。
形成することにより、その係合子を焼入れ焼戻しするこ
とにより、耐摩耗性および耐熱性に優れた係合子を得る
ことができる。なお、焼戻し温度は１８０℃以上３５０
℃以下が好ましい。
【００２０】焼入れ焼戻し処理に代えて、浸炭窒化処理
することにより、係合子の耐摩耗性および耐熱性をより
向上させることができる。
することにより、係合子の耐摩耗性および耐熱性をより
向上させることができる。
【００２１】また、係合子が上記組成を有することによ
り、高温（たとえば３５０℃）で焼戻し処理を施して
も、ＨR Ｃ５８以上と高い硬度を得ることができる。こ
のように、高温で焼戻し処理を施すことで残留オーステ
ナイト量を少なくできるため、高温環境下での寸法安定
性を得ることができるとともに、ＨR Ｃ５８以上と高い
硬度を得ることができる。
り、高温（たとえば３５０℃）で焼戻し処理を施して
も、ＨR Ｃ５８以上と高い硬度を得ることができる。こ
のように、高温で焼戻し処理を施すことで残留オーステ
ナイト量を少なくできるため、高温環境下での寸法安定
性を得ることができるとともに、ＨR Ｃ５８以上と高い
硬度を得ることができる。
【００２２】以下、この発明に係る一方向クラッチの係
合子の化学成分の限定理由について説明する。 （１）Ｃの含有量（０．６％以上１．３％以下）につい
て Ｃは強度を確保するために必須の元素であり、所定の熱
処理後の硬さを維持するためには０．６％以上含有する
必要がある。このため、Ｃ含有量の下限を０．６％に限
定した。また、本発明においては、後述するように炭化
物が疲労寿命に重要な役割を与えるが、Ｃ含有量が１．
３％を超えて含有された場合、大型の炭化物が生成さ
れ、疲労寿命の低下を生じることが判明したため、Ｃ含
有量の上限を１．３％に限定した。 （２）Ｓｉの含有量（０．３％以上３．０％以下）につ
いて Ｓｉは高温域での軟化を抑制し、一方向クラッチの係合
子の耐熱性を改善する作用があるため添加することが望
ましい。しかし、Ｓｉ含有量が０．３％未満ではその効
果が得られないため、Ｓｉ含有量の下限を０．３％に限
定した。また、Ｓｉ含有量の増加に伴って耐熱性は向上
するが、３．０％を超えて多量に含有させてもその効果
が飽和するとともに、熱間加工性や被削性の低下が生じ
るため、Ｓｉ含有量の上限を３．０％に限定した。 （３）Ｍｎの含有量（０．２％以上１．５％以下）につ
いて Ｍｎは鋼を製造する際の脱酸に用いられる元素であると
ともに、焼入れ性を改善する元素であり、この効果を得
るために０．２％以上添加する必要があるため、Ｍｎ含
有量の下限を０．２％に限定した。しかし、１．５％を
超えて多量に含有すると被削性が大幅に低下するため、
Ｍｎ含有量の上限を１．５％に限定した。 （４）Ｐの含有量（０．０３％以下）について Ｐは鋼のオーステナイト粒界に偏析し、靱性や疲労寿命
の低下を招くため、０．０３％に限定した。 （５）Ｓの含有量（０．０３％以下）について Ｓは鋼の熱間加工性を害し、鋼中で非金属介在物を形成
して靱性や疲労寿命を低下させるため、０．０３％をＳ
含有量の上限とした。また、Ｓは前記のような有害な面
を持つ反面、切削加工性を向上させる効果も有している
ため、可及的に少なくすることが望ましいが０．００５
％までの含有であれば許容される。 （６）Ｃｒの含有量（０．３％以上５．０％以下）につ
いて Ｃｒは本発明において重要な作用を果たす元素であり、
焼入れ性の改善と炭化物による硬さ確保と寿命改善のた
めに添加される。所定の炭化物を得るためには０．３％
以上の添加が必要であるため、Ｃｒ含有量の下限を０．
３％に限定した。しかし、５．０％を超えて多量に含有
すると、大型の炭化物が生成し疲労寿命の低下が生じる
ため、Ｃｒ含有量の上限を５．０％に限定した。 （７）Ａｌの含有量（０．０５０％以下）について Ａｌは鋼の製造時の脱酸剤として使用されるが、硬質の
酸化物系介在物を生成し疲労寿命を低下させるため低減
することが望ましい。また、０．０５０％を超えてＡｌ
が多量に含有されると顕著な疲労寿命の低下が認められ
たため、Ａｌ含有量の上限を０．０５０％に限定した。
合子の化学成分の限定理由について説明する。 （１）Ｃの含有量（０．６％以上１．３％以下）につい
て Ｃは強度を確保するために必須の元素であり、所定の熱
処理後の硬さを維持するためには０．６％以上含有する
必要がある。このため、Ｃ含有量の下限を０．６％に限
定した。また、本発明においては、後述するように炭化
物が疲労寿命に重要な役割を与えるが、Ｃ含有量が１．
３％を超えて含有された場合、大型の炭化物が生成さ
れ、疲労寿命の低下を生じることが判明したため、Ｃ含
有量の上限を１．３％に限定した。 （２）Ｓｉの含有量（０．３％以上３．０％以下）につ
いて Ｓｉは高温域での軟化を抑制し、一方向クラッチの係合
子の耐熱性を改善する作用があるため添加することが望
ましい。しかし、Ｓｉ含有量が０．３％未満ではその効
果が得られないため、Ｓｉ含有量の下限を０．３％に限
定した。また、Ｓｉ含有量の増加に伴って耐熱性は向上
するが、３．０％を超えて多量に含有させてもその効果
が飽和するとともに、熱間加工性や被削性の低下が生じ
るため、Ｓｉ含有量の上限を３．０％に限定した。 （３）Ｍｎの含有量（０．２％以上１．５％以下）につ
いて Ｍｎは鋼を製造する際の脱酸に用いられる元素であると
ともに、焼入れ性を改善する元素であり、この効果を得
るために０．２％以上添加する必要があるため、Ｍｎ含
有量の下限を０．２％に限定した。しかし、１．５％を
超えて多量に含有すると被削性が大幅に低下するため、
Ｍｎ含有量の上限を１．５％に限定した。 （４）Ｐの含有量（０．０３％以下）について Ｐは鋼のオーステナイト粒界に偏析し、靱性や疲労寿命
の低下を招くため、０．０３％に限定した。 （５）Ｓの含有量（０．０３％以下）について Ｓは鋼の熱間加工性を害し、鋼中で非金属介在物を形成
して靱性や疲労寿命を低下させるため、０．０３％をＳ
含有量の上限とした。また、Ｓは前記のような有害な面
を持つ反面、切削加工性を向上させる効果も有している
ため、可及的に少なくすることが望ましいが０．００５
％までの含有であれば許容される。 （６）Ｃｒの含有量（０．３％以上５．０％以下）につ
いて Ｃｒは本発明において重要な作用を果たす元素であり、
焼入れ性の改善と炭化物による硬さ確保と寿命改善のた
めに添加される。所定の炭化物を得るためには０．３％
以上の添加が必要であるため、Ｃｒ含有量の下限を０．
３％に限定した。しかし、５．０％を超えて多量に含有
すると、大型の炭化物が生成し疲労寿命の低下が生じる
ため、Ｃｒ含有量の上限を５．０％に限定した。 （７）Ａｌの含有量（０．０５０％以下）について Ａｌは鋼の製造時の脱酸剤として使用されるが、硬質の
酸化物系介在物を生成し疲労寿命を低下させるため低減
することが望ましい。また、０．０５０％を超えてＡｌ
が多量に含有されると顕著な疲労寿命の低下が認められ
たため、Ａｌ含有量の上限を０．０５０％に限定した。
【００２３】なお、Ａｌ含有量を０．００５％未満に抑
えると、鋼の製造コストが高くなるため、Ａｌ含有量の
下限を０．００５％に限定することが好ましい。 （８）Ｔｉの含有量（０．００３％以下）、Ｏの含有量
（０．００１５％以下）、Ｎの含有量（０．０１５％以
下）について Ｔｉ、ＯおよびＮは鋼中に酸化物、窒化物を形成し非金
属介在物として疲労破壊の起点となり、疲労寿命を低下
させるため、Ｔｉ：０．００３％、Ｏ：０．００１５
％、Ｎ：０．０１５％を各元素の上限とした。 （９）Ｎｉの含有量（０．１％以上３．０％以下）につ
いて Ｎｉは特に高温環境下で使用された場合の疲労過程にお
ける組織の変化を抑制し、また高温域での硬さの低下を
抑制して疲労寿命を向上する効果を有する。加えて、Ｎ
ｉは靱性を改善して異物環境下での寿命を改善するとと
もに耐食性の改善にも効果がある。このため、Ｎｉを
０．１％以上含有させる必要があるため、Ｎｉ含有量の
下限を０．１％に限定した。しかし、３．０％を超えて
多量にＮｉを含有すると、焼入れ処理時に多量の残留オ
ーステナイトが生成され、所定の硬さが得られなくな
り、また鋼材コストが高くなるため、Ｎｉ含有量の上限
を３．０％に限定した。
えると、鋼の製造コストが高くなるため、Ａｌ含有量の
下限を０．００５％に限定することが好ましい。 （８）Ｔｉの含有量（０．００３％以下）、Ｏの含有量
（０．００１５％以下）、Ｎの含有量（０．０１５％以
下）について Ｔｉ、ＯおよびＮは鋼中に酸化物、窒化物を形成し非金
属介在物として疲労破壊の起点となり、疲労寿命を低下
させるため、Ｔｉ：０．００３％、Ｏ：０．００１５
％、Ｎ：０．０１５％を各元素の上限とした。 （９）Ｎｉの含有量（０．１％以上３．０％以下）につ
いて Ｎｉは特に高温環境下で使用された場合の疲労過程にお
ける組織の変化を抑制し、また高温域での硬さの低下を
抑制して疲労寿命を向上する効果を有する。加えて、Ｎ
ｉは靱性を改善して異物環境下での寿命を改善するとと
もに耐食性の改善にも効果がある。このため、Ｎｉを
０．１％以上含有させる必要があるため、Ｎｉ含有量の
下限を０．１％に限定した。しかし、３．０％を超えて
多量にＮｉを含有すると、焼入れ処理時に多量の残留オ
ーステナイトが生成され、所定の硬さが得られなくな
り、また鋼材コストが高くなるため、Ｎｉ含有量の上限
を３．０％に限定した。
【００２４】次に、本発明に係る係合子の焼戻し硬さお
よび炭化物について言及する。 （１０）焼戻し硬さ 一方向クラッチは使用環境下での寸法を安定させるため
に、環境温度以上の温度で焼戻し処理を施されることが
一般的である。本願発明者らは、焼戻し硬さと温度環境
における疲労寿命に関する詳細な調査を行なった結果、
焼戻し硬さと疲労寿命とに相関が認められ、焼戻し硬さ
が高いほど疲労寿命が長寿命を示す傾向にあることを確
認した。特に、焼戻し硬さが同一の場合には、焼戻し処
理が高い温度で実施された係合子ほど長寿命であり、高
温で焼戻しを施しても焼戻し硬さが高い係合子ほど長寿
命であることを見出した。さらには、焼戻し処理後の硬
さがＨR Ｃ５８未満になると、急激に寿命が低下する傾
向にあり、また寿命のばらつきが大きくなることが判明
した。高温での寿命を改善し、ばらつきを低減するため
には、ＨR Ｃ５８以上の硬さを維持することが必要であ
り、かつこの際の焼戻し温度は高いほど好ましい。 （１１）炭化物 炭化物は焼戻し処理時の硬さを維持させるとともに、作
動時の組織変化を抑制し、疲労寿命の改善に効果を有す
ることが判明した。この際、係合子の表層から０．１ｍ
ｍ深さにおける炭化物の最大寸法と疲労寿命とを調査し
た結果、大型の炭化物が存在すると寿命が低下する傾向
が認められ、最大寸法が８μｍを超える大きな炭化物が
残存すると急激に寿命低下が発生することが明らかにな
ったため、炭化物の最大寸法を８μｍに規定した。
よび炭化物について言及する。 （１０）焼戻し硬さ 一方向クラッチは使用環境下での寸法を安定させるため
に、環境温度以上の温度で焼戻し処理を施されることが
一般的である。本願発明者らは、焼戻し硬さと温度環境
における疲労寿命に関する詳細な調査を行なった結果、
焼戻し硬さと疲労寿命とに相関が認められ、焼戻し硬さ
が高いほど疲労寿命が長寿命を示す傾向にあることを確
認した。特に、焼戻し硬さが同一の場合には、焼戻し処
理が高い温度で実施された係合子ほど長寿命であり、高
温で焼戻しを施しても焼戻し硬さが高い係合子ほど長寿
命であることを見出した。さらには、焼戻し処理後の硬
さがＨR Ｃ５８未満になると、急激に寿命が低下する傾
向にあり、また寿命のばらつきが大きくなることが判明
した。高温での寿命を改善し、ばらつきを低減するため
には、ＨR Ｃ５８以上の硬さを維持することが必要であ
り、かつこの際の焼戻し温度は高いほど好ましい。 （１１）炭化物 炭化物は焼戻し処理時の硬さを維持させるとともに、作
動時の組織変化を抑制し、疲労寿命の改善に効果を有す
ることが判明した。この際、係合子の表層から０．１ｍ
ｍ深さにおける炭化物の最大寸法と疲労寿命とを調査し
た結果、大型の炭化物が存在すると寿命が低下する傾向
が認められ、最大寸法が８μｍを超える大きな炭化物が
残存すると急激に寿命低下が発生することが明らかにな
ったため、炭化物の最大寸法を８μｍに規定した。
【００２５】上記の一方向クラッチの係合子において、
鋼材は、質量％で、０．０５％以上０．２５未満のＭｏ
および０．０５％以上１．０％以下のＶの少なくとも一
種を含むのが好ましい。
鋼材は、質量％で、０．０５％以上０．２５未満のＭｏ
および０．０５％以上１．０％以下のＶの少なくとも一
種を含むのが好ましい。
【００２６】これにより、高温環境下における疲労寿命
をさらに向上させることができ、かつ焼戻し処理後の硬
度を向上させることができる。
をさらに向上させることができ、かつ焼戻し処理後の硬
度を向上させることができる。
【００２７】以下、上記化学成分の限定理由について説
明する。 （１２）Ｍｏの含有量（０．０５％以上０．２５％未
満）について Ｍｏは鋼の焼入れ性を改善するとともに、炭化物中に固
溶することによって焼戻し処理時の軟化を防止する効果
がある。特に、Ｍｏは高温域における疲労寿命を改善す
る作用が見出されたため添加されている。しかし、０．
２５％以上と多量にＭｏを含有させると鋼材コストが高
くなるとともに、切削加工を容易にするための軟化処理
時に硬さが低下せず、被削性が大幅に劣化してしまうた
め、Ｍｏ含有量を０．２５％未満に限定した。またＭｏ
の含有量が０．０５％未満では炭化物形成に効果がない
ため、Ｍｏ含有量の下限を０．０５％に限定した。 （１３）Ｖの含有量（０．０５％以上１．０％以下）に
ついて Ｖは炭素と結合して微細な炭化物を析出し、結晶粒の微
細化を促進し強度・靱性を改善する効果を有するととも
に、Ｖの含有によって鋼材の耐熱性を改善し、高温焼戻
し後の軟化を抑制し、疲労寿命を改善し、寿命のばらつ
きを減少させる作用を示す。この効果が得られるＶの含
有量が０．０５％以上であるため、Ｖ含有量の下限を
０．０５％に限定した。しかし、１．０％を超えて多量
にＶを含有すると、被削性、熱間加工性が低下するた
め、Ｖ含有量の上限を１．０％に限定した。
明する。 （１２）Ｍｏの含有量（０．０５％以上０．２５％未
満）について Ｍｏは鋼の焼入れ性を改善するとともに、炭化物中に固
溶することによって焼戻し処理時の軟化を防止する効果
がある。特に、Ｍｏは高温域における疲労寿命を改善す
る作用が見出されたため添加されている。しかし、０．
２５％以上と多量にＭｏを含有させると鋼材コストが高
くなるとともに、切削加工を容易にするための軟化処理
時に硬さが低下せず、被削性が大幅に劣化してしまうた
め、Ｍｏ含有量を０．２５％未満に限定した。またＭｏ
の含有量が０．０５％未満では炭化物形成に効果がない
ため、Ｍｏ含有量の下限を０．０５％に限定した。 （１３）Ｖの含有量（０．０５％以上１．０％以下）に
ついて Ｖは炭素と結合して微細な炭化物を析出し、結晶粒の微
細化を促進し強度・靱性を改善する効果を有するととも
に、Ｖの含有によって鋼材の耐熱性を改善し、高温焼戻
し後の軟化を抑制し、疲労寿命を改善し、寿命のばらつ
きを減少させる作用を示す。この効果が得られるＶの含
有量が０．０５％以上であるため、Ｖ含有量の下限を
０．０５％に限定した。しかし、１．０％を超えて多量
にＶを含有すると、被削性、熱間加工性が低下するた
め、Ｖ含有量の上限を１．０％に限定した。
【００２８】この発明に係るクラッチ内蔵プーリにおい
ては、プーリに形成された円筒形内面に前記一方向クラ
ッチの外方部材を圧入した構成を採用したのである。
ては、プーリに形成された円筒形内面に前記一方向クラ
ッチの外方部材を圧入した構成を採用したのである。
【００２９】上記の構成から成るクラッチ内蔵プーリに
おいて、前記一方向クラッチの両側に一対の軸受を設け
て内方部材と外方部材とを相対的に回転自在に支持する
ことにより、プーリに作用するラジアル荷重やモーメン
ト荷重を一対の軸受によって支持することができるた
め、一方向クラッチに偏荷重が作用するのを防止するこ
とができ、前記一方向クラッチにおける複数の係合子を
同時に精度よく係合および係合解除させることができ
る。
おいて、前記一方向クラッチの両側に一対の軸受を設け
て内方部材と外方部材とを相対的に回転自在に支持する
ことにより、プーリに作用するラジアル荷重やモーメン
ト荷重を一対の軸受によって支持することができるた
め、一方向クラッチに偏荷重が作用するのを防止するこ
とができ、前記一方向クラッチにおける複数の係合子を
同時に精度よく係合および係合解除させることができ
る。
【００３０】ここで、一対の軸受として、保持器を有す
る転がり軸受を採用することができる。この場合、一方
の転がり軸受における保持器と一方向クラッチにおける
保持器を一体化することにより、一方向クラッチの空転
時に、軸受保持器の公転を利用して、係合子の内方部材
側と外方部材側を均等に滑らせることができるので、ク
ラッチの摩擦を軽減させることができる。
る転がり軸受を採用することができる。この場合、一方
の転がり軸受における保持器と一方向クラッチにおける
保持器を一体化することにより、一方向クラッチの空転
時に、軸受保持器の公転を利用して、係合子の内方部材
側と外方部材側を均等に滑らせることができるので、ク
ラッチの摩擦を軽減させることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
１乃至図４に基づいて説明する。図１はクランクシャフ
トの回転をエンジン補機の回転軸に伝達するベルト伝動
装置を示す。このベルト伝動装置は、自動車が搭載する
４気筒の４サイクルエンジン１の一端側に設けられてお
り、エンジン１の爆発行程に起因する角速度の微小変動
を伴って回転するクランクシャフト２に駆動プーリ３を
取付け、その駆動プーリ３とオルタネータ４を含む複数
のエンジン補機の回転軸のそれぞれに取付けられた複数
の従動プーリ間に伝動ベルトとしてのＶリブドベルト５
をかけ渡した、所謂サーペンタインレイアウトと称され
るものである。
１乃至図４に基づいて説明する。図１はクランクシャフ
トの回転をエンジン補機の回転軸に伝達するベルト伝動
装置を示す。このベルト伝動装置は、自動車が搭載する
４気筒の４サイクルエンジン１の一端側に設けられてお
り、エンジン１の爆発行程に起因する角速度の微小変動
を伴って回転するクランクシャフト２に駆動プーリ３を
取付け、その駆動プーリ３とオルタネータ４を含む複数
のエンジン補機の回転軸のそれぞれに取付けられた複数
の従動プーリ間に伝動ベルトとしてのＶリブドベルト５
をかけ渡した、所謂サーペンタインレイアウトと称され
るものである。
【００３２】具体的には、上述の従動プーリとして、前
記駆動プーリ３からＶリブドベルト５の矢印で示す走行
方向の順に、オートテンショナのテンションプーリ６、
オルタネータ４の発電用プーリ７、パワーステアリング
装置の油圧ポンプ用プーリ８、アイドラプーリ９、エア
コンディショナの圧縮機用プーリ１０およびエンジン冷
却ファン用プーリ１１が配置されている。
記駆動プーリ３からＶリブドベルト５の矢印で示す走行
方向の順に、オートテンショナのテンションプーリ６、
オルタネータ４の発電用プーリ７、パワーステアリング
装置の油圧ポンプ用プーリ８、アイドラプーリ９、エア
コンディショナの圧縮機用プーリ１０およびエンジン冷
却ファン用プーリ１１が配置されている。
【００３３】ここで、オルタネータ４の回転軸４ａは慣
性トルクが比較的大きく、その回転軸４ａに発電用プー
リ７を直接取付けると、エンジンの急減速時にベルト５
の張力が増大してベルトが早期に破損し、また、クラン
クシャフト２の微小角速度変動に起因して、発電用プー
リ７とＶリブドベルト５との間でスリップが生じ、Ｖリ
ブドベルト５が摩耗し易くなる。
性トルクが比較的大きく、その回転軸４ａに発電用プー
リ７を直接取付けると、エンジンの急減速時にベルト５
の張力が増大してベルトが早期に破損し、また、クラン
クシャフト２の微小角速度変動に起因して、発電用プー
リ７とＶリブドベルト５との間でスリップが生じ、Ｖリ
ブドベルト５が摩耗し易くなる。
【００３４】そのような不都合を解消するため、発電用
プーリ７にはクラッチ内蔵プーリが採用されている。
プーリ７にはクラッチ内蔵プーリが採用されている。
【００３５】図２および図３は、クラッチ内蔵プーリ７
を示す。このクラッチ内蔵プーリ７は、オルタネータ４
の回転軸４ａに取付けられる内方部材２１と、その外側
に設けられたプーリ２２との間に一対の軸受２３と一方
向クラッチ２４とを組込んでいる。
を示す。このクラッチ内蔵プーリ７は、オルタネータ４
の回転軸４ａに取付けられる内方部材２１と、その外側
に設けられたプーリ２２との間に一対の軸受２３と一方
向クラッチ２４とを組込んでいる。
【００３６】一対の軸受２３は、外輪２３ａと内輪２３
ｂ間にボールから成る転動体２３ｃを組込み、その転動
体２３ｃを保持器２３ｄで保持した転がり軸受から成
る。この一対の軸受２３は、プーリ２２に作用するラジ
アル荷重およびモーメント荷重を支持し、その一対の軸
受２３間に組込まれた前記一方向クラッチ２４に偏荷重
が作用するのを防止する。
ｂ間にボールから成る転動体２３ｃを組込み、その転動
体２３ｃを保持器２３ｄで保持した転がり軸受から成
る。この一対の軸受２３は、プーリ２２に作用するラジ
アル荷重およびモーメント荷重を支持し、その一対の軸
受２３間に組込まれた前記一方向クラッチ２４に偏荷重
が作用するのを防止する。
【００３７】一方向クラッチ２４は外方部材としてのク
ラッチ外輪２５を有し、そのクラッチ外輪２５と内方部
材２１間に保持器２６を組込み、その保持器２６の周方
向に等間隔に形成されたポケット２７内に係合子２８を
組込んでいる。
ラッチ外輪２５を有し、そのクラッチ外輪２５と内方部
材２１間に保持器２６を組込み、その保持器２６の周方
向に等間隔に形成されたポケット２７内に係合子２８を
組込んでいる。
【００３８】係合子２８はスプラグから成り、両端に円
弧面２８ａ、２８ｂを有している。また、係合子２８の
一側面は相反する方向に傾斜する一対の傾斜面２８ｃ、
２８ｄにより形成され、その一対の傾斜面２８ｃ、２８
ｄの交差部に前記ポケット２７の一側面に形成されたＶ
形突部２９が対向し、このＶ形突部２９を中心にして係
合子２８が揺動可能とされている。
弧面２８ａ、２８ｂを有している。また、係合子２８の
一側面は相反する方向に傾斜する一対の傾斜面２８ｃ、
２８ｄにより形成され、その一対の傾斜面２８ｃ、２８
ｄの交差部に前記ポケット２７の一側面に形成されたＶ
形突部２９が対向し、このＶ形突部２９を中心にして係
合子２８が揺動可能とされている。
【００３９】上記係合子２８は、両端の円弧面２８ａ、
２８ｂが内方部材２１に形成された円筒形外面２１ａお
よびクラッチ外輪２５に設けられた円筒形内面２５ａに
係合する方向に弾性部材３０で押圧されている。
２８ｂが内方部材２１に形成された円筒形外面２１ａお
よびクラッチ外輪２５に設けられた円筒形内面２５ａに
係合する方向に弾性部材３０で押圧されている。
【００４０】ここで、一方向クラッチ２４の保持器２６
と一方の軸受２３の保持器２３ｄは一体化されており、
一方向クラッチ２４の空転時に、軸受保持器の公転を利
用して一方向クラッチ２４における係合子２８の内方部
材側と外方部材側を均等に滑らすようにしている。
と一方の軸受２３の保持器２３ｄは一体化されており、
一方向クラッチ２４の空転時に、軸受保持器の公転を利
用して一方向クラッチ２４における係合子２８の内方部
材側と外方部材側を均等に滑らすようにしている。
【００４１】上記の構成から成る一方向クラッチ内蔵プ
ーリ７をオルタネータ４の回転軸４ａに取付けてクラン
クシャフト２を回転させると、プーリ２２およびクラッ
チ外輪２５が図３の矢印方向に回転する。
ーリ７をオルタネータ４の回転軸４ａに取付けてクラン
クシャフト２を回転させると、プーリ２２およびクラッ
チ外輪２５が図３の矢印方向に回転する。
【００４２】ここで、クランクシャフト２は微小の角速
度変動を伴って回転し、その角速度増加時、一方向クラ
ッチ２４の係合子２８はプーリ２２と共に回転するクラ
ッチ外輪２５との接触により周方向に起こされて、両端
の円弧面２８ａ、２８ｂがクラッチ外輪２５の円筒形内
面２５ａおよび内方部材２１の円筒形外面２１ａに係合
する。このため、一方向クラッチ２４はロック状態とさ
れ、プーリ２２の回転は内方部材２１に伝達され、オル
タネータ４の回転軸４ａが回転する。
度変動を伴って回転し、その角速度増加時、一方向クラ
ッチ２４の係合子２８はプーリ２２と共に回転するクラ
ッチ外輪２５との接触により周方向に起こされて、両端
の円弧面２８ａ、２８ｂがクラッチ外輪２５の円筒形内
面２５ａおよび内方部材２１の円筒形外面２１ａに係合
する。このため、一方向クラッチ２４はロック状態とさ
れ、プーリ２２の回転は内方部材２１に伝達され、オル
タネータ４の回転軸４ａが回転する。
【００４３】また、クランクシャフト１の角速度が低下
し、プーリ２２の回転速度がオルタネータ４の回転軸４
ａの回転速度より低下すると、係合子２８は内方部材２
１との接触により周方向に倒されて、クラッチ外輪２５
の円筒形内面２５ａおよび内方部材２１の円筒形外面２
１ａに対する係合が解除され、一方向クラッチ２４はロ
ック解除状態とされる。このため、プーリ２２は内方部
材２１に対してフリー回転し、Ｖリブドベルト５とプー
リ２２の相互間で滑りが生じるのが防止され、ベルト５
に摩耗が生じるのが防止される。
し、プーリ２２の回転速度がオルタネータ４の回転軸４
ａの回転速度より低下すると、係合子２８は内方部材２
１との接触により周方向に倒されて、クラッチ外輪２５
の円筒形内面２５ａおよび内方部材２１の円筒形外面２
１ａに対する係合が解除され、一方向クラッチ２４はロ
ック解除状態とされる。このため、プーリ２２は内方部
材２１に対してフリー回転し、Ｖリブドベルト５とプー
リ２２の相互間で滑りが生じるのが防止され、ベルト５
に摩耗が生じるのが防止される。
【００４４】ここで、エンジンが４サイクルの４気筒エ
ンジンの場合、クランクシャフト２は１回転当り、２回
の角速度変動を伴うため、エンジンが高速回転された場
合、一方向クラッチ２０の係合子２８は係合および係合
解除が頻繁に繰り返し行なわれ、係合子２８は内方部材
２１あるいはクラッチ外輪２５との間で滑りが生じて発
熱し、その熱により材料が軟化し、摩耗し易くなる。
ンジンの場合、クランクシャフト２は１回転当り、２回
の角速度変動を伴うため、エンジンが高速回転された場
合、一方向クラッチ２０の係合子２８は係合および係合
解除が頻繁に繰り返し行なわれ、係合子２８は内方部材
２１あるいはクラッチ外輪２５との間で滑りが生じて発
熱し、その熱により材料が軟化し、摩耗し易くなる。
【００４５】また、エンジンを高速回転状態から急減速
した場合、一方向クラッチ２４の係合子４７は係合解除
して、クラッチ外輪２５の円筒形内面２５ａおよび内方
部材２１の内筒形内面２１ａ上を滑り、その滑りによっ
て係合子２８に摩耗が生じる。
した場合、一方向クラッチ２４の係合子４７は係合解除
して、クラッチ外輪２５の円筒形内面２５ａおよび内方
部材２１の内筒形内面２１ａ上を滑り、その滑りによっ
て係合子２８に摩耗が生じる。
【００４６】したがって、一方向クラッチ２４の係合子
２８に耐摩耗性および耐熱性が要求される。その要求に
応え、耐摩耗性および耐熱性に優れた係合子２８を見出
すため、表１に示した元素成分を有する鋼材を真空誘導
炉によって溶解し、重量１５０ｋｇの鋼塊に鋳造した
後、１２００℃の温度で３時間加熱保持して熱間鍛造を
実施し、直径５０ｍｍの丸棒を製造した。丸棒素材に焼
ならし処理として８５０℃で１時間保持した後、空冷す
る処理を施し、さらに切削加工を容易にするための軟化
処理として７９０℃で６時間保持した後６５０℃までを
１０℃／時間の冷却速度で冷却し、常温までを大気放冷
する軟化処理を施し、各種調査の素材とした。
２８に耐摩耗性および耐熱性が要求される。その要求に
応え、耐摩耗性および耐熱性に優れた係合子２８を見出
すため、表１に示した元素成分を有する鋼材を真空誘導
炉によって溶解し、重量１５０ｋｇの鋼塊に鋳造した
後、１２００℃の温度で３時間加熱保持して熱間鍛造を
実施し、直径５０ｍｍの丸棒を製造した。丸棒素材に焼
ならし処理として８５０℃で１時間保持した後、空冷す
る処理を施し、さらに切削加工を容易にするための軟化
処理として７９０℃で６時間保持した後６５０℃までを
１０℃／時間の冷却速度で冷却し、常温までを大気放冷
する軟化処理を施し、各種調査の素材とした。
【００４７】
【表１】
【００４８】＜硬さ調査＞焼入れ後の焼戻し硬さおよび
浸炭窒化処理後の焼戻し硬さを測定するために、直径５
０ｍｍの素材から直径２０ｍｍ、長さ１００ｍｍの円柱
状の試験片を機械加工によって作製した。
浸炭窒化処理後の焼戻し硬さを測定するために、直径５
０ｍｍの素材から直径２０ｍｍ、長さ１００ｍｍの円柱
状の試験片を機械加工によって作製した。
【００４９】焼入れ処理は、ソルト炉による加熱を行な
い、８５０℃で３０分加熱した後、８０℃の油中に焼入
れることで行なった。この後に、焼戻し処理として同じ
くソルト炉で加熱を行ない、３５０℃で２時間保持した
後に空冷する焼戻し処理を行なった。
い、８５０℃で３０分加熱した後、８０℃の油中に焼入
れることで行なった。この後に、焼戻し処理として同じ
くソルト炉で加熱を行ない、３５０℃で２時間保持した
後に空冷する焼戻し処理を行なった。
【００５０】また浸炭窒化処理は通常の生産工程で使用
されているガス雰囲気炉を用い、ＲＸガス雰囲気中で炭
素ポテンシャルを１．０〜１．２％、ＮＨ3 の添加量を
５〜１０％として８５０℃に６０分保持した後、油中に
焼入れた。その後、３５０℃で１２０分の焼戻しを行な
った。
されているガス雰囲気炉を用い、ＲＸガス雰囲気中で炭
素ポテンシャルを１．０〜１．２％、ＮＨ3 の添加量を
５〜１０％として８５０℃に６０分保持した後、油中に
焼入れた。その後、３５０℃で１２０分の焼戻しを行な
った。
【００５１】この焼入れ焼戻し処理を施した試験片また
は浸炭窒化処理後に焼戻し処理を施した試験片の中央部
から厚さ１０ｍｍの円盤型の試験片を切断し、両面を湿
式の研磨加工によって研磨し、硬さ測定用の試験片を作
製した。
は浸炭窒化処理後に焼戻し処理を施した試験片の中央部
から厚さ１０ｍｍの円盤型の試験片を切断し、両面を湿
式の研磨加工によって研磨し、硬さ測定用の試験片を作
製した。
【００５２】硬さの測定に際し、ロックウェル硬さ計を
使用し、試験片の断面において表面から２ｍｍ深さの位
置の硬さ測定を行ない、７点の平均値を焼戻し硬さとし
て求めた。
使用し、試験片の断面において表面から２ｍｍ深さの位
置の硬さ測定を行ない、７点の平均値を焼戻し硬さとし
て求めた。
【００５３】＜炭化物＞鋼中に存在する炭化物の測定に
は、スラスト型転動疲労寿命試験片を使用した。各種の
熱処理を実施してスラスト型転動疲労寿命試験片に加工
された試験片において、リング横断面を切断し、組織観
察用のミクロ試験片を製造した。この試験片を鏡面仕上
げし、さらに炭化物の観察を行なうために、ピクラル腐
食液によって腐食した。このミクロ試料において、転動
面の表層から０．１ｍｍ深さにおける炭化物の観察を工
学顕微鏡で実施し、視野面積５０ｍｍ2 における最大の
炭化物を測定した。
は、スラスト型転動疲労寿命試験片を使用した。各種の
熱処理を実施してスラスト型転動疲労寿命試験片に加工
された試験片において、リング横断面を切断し、組織観
察用のミクロ試験片を製造した。この試験片を鏡面仕上
げし、さらに炭化物の観察を行なうために、ピクラル腐
食液によって腐食した。このミクロ試料において、転動
面の表層から０．１ｍｍ深さにおける炭化物の観察を工
学顕微鏡で実施し、視野面積５０ｍｍ2 における最大の
炭化物を測定した。
【００５４】＜摩耗試験＞焼入れ焼戻しおよび浸炭窒化
処理後の摩耗量を測定するため、表１に示すＮo.１の材
料（ＳＴＪ２）から成る直径５０ｍｍの素材を機械加工
して直径４０ｍｍ、厚み４ｍｍの円板状の６つの試験片
（Ｎo.１−１乃至Ｎo.１−６）を作成した。その比較例
として、表１のＮo.１３の材料（ＳＵＪ２）から成る直
径５０ｍｍの素材を機械加工して、上記試験片と同じ大
きさの２つの試験片（Ｎo.１３−１およびＮo.１３−
２）を作成した。
処理後の摩耗量を測定するため、表１に示すＮo.１の材
料（ＳＴＪ２）から成る直径５０ｍｍの素材を機械加工
して直径４０ｍｍ、厚み４ｍｍの円板状の６つの試験片
（Ｎo.１−１乃至Ｎo.１−６）を作成した。その比較例
として、表１のＮo.１３の材料（ＳＵＪ２）から成る直
径５０ｍｍの素材を機械加工して、上記試験片と同じ大
きさの２つの試験片（Ｎo.１３−１およびＮo.１３−
２）を作成した。
【００５５】焼入れ処理および浸炭窒化処理は、前記硬
さ試験片と同条件で熱処理を行なった。熱処理完了後
に、試験片の片面を研磨加工し、鏡面状態に仕上げた。
なお、浸炭窒化処理した試験片では、研磨加工時の加工
代を０．１ｍｍとした。
さ試験片と同条件で熱処理を行なった。熱処理完了後
に、試験片の片面を研磨加工し、鏡面状態に仕上げた。
なお、浸炭窒化処理した試験片では、研磨加工時の加工
代を０．１ｍｍとした。
【００５６】摩耗試験は、サバン型摩耗試験機を採用し
た。ここで、サバン型摩耗試験機は、図４（Ｉ）に示す
ように、給油パッドに回転試片を接触し、その回転試片
に摩耗試験片である固定試片を接触し、この固定試片に
矢印方向の荷重を付与する状態で回転試片を一方向に回
転させ、図４（II）に示すように固定試片に形成される
摩耗痕の幅寸法を測定するようにしている。表２にその
試験の諸条件を示す。
た。ここで、サバン型摩耗試験機は、図４（Ｉ）に示す
ように、給油パッドに回転試片を接触し、その回転試片
に摩耗試験片である固定試片を接触し、この固定試片に
矢印方向の荷重を付与する状態で回転試片を一方向に回
転させ、図４（II）に示すように固定試片に形成される
摩耗痕の幅寸法を測定するようにしている。表２にその
試験の諸条件を示す。
【００５７】上記の３５０℃焼戻し硬さおよび最大炭化
物寸法の測定結果を表３および表４に示し、摩耗量の測
定結果を表５に示す。
物寸法の測定結果を表３および表４に示し、摩耗量の測
定結果を表５に示す。
【００５８】
【表２】
【００５９】
【表３】
【００６０】
【表４】
【００６１】
【表５】
【００６２】上記の表３および表４の結果より、本発明
の組成範囲を有する本発明例では、３５０℃の焼戻し処
理を施しても、硬さがＨR Ｃ５８以上となることが判明
した。また、本発明例では、転動面の表層から０．１ｍ
ｍ深さにおける炭化物の最大寸法が８．０μｍ以下にな
ることが判明した。さらに、表５の結果より、本発明例
では、摩耗量が少なく、耐摩耗性に優れていることが判
明した。
の組成範囲を有する本発明例では、３５０℃の焼戻し処
理を施しても、硬さがＨR Ｃ５８以上となることが判明
した。また、本発明例では、転動面の表層から０．１ｍ
ｍ深さにおける炭化物の最大寸法が８．０μｍ以下にな
ることが判明した。さらに、表５の結果より、本発明例
では、摩耗量が少なく、耐摩耗性に優れていることが判
明した。
【００６３】なお、一方向クラッチにおける内方部材２
１とクラッチ外輪２５の一方または両方を係合子２８と
同じ材料で形成すると共に、係合子２８と同様の熱処理
を施すようにしてもよい。
１とクラッチ外輪２５の一方または両方を係合子２８と
同じ材料で形成すると共に、係合子２８と同様の熱処理
を施すようにしてもよい。
【００６４】実施の形態では、スプラグタイプの一方向
クラッチを例にとって説明したが、一方向クラッチはこ
れに限定せず、ローラタイプの一方向クラッチであって
もよい。
クラッチを例にとって説明したが、一方向クラッチはこ
れに限定せず、ローラタイプの一方向クラッチであって
もよい。
【００６５】
【発明の効果】以上のように、この発明においては、最
適な組成元素およびその含有量を見出したことにより、
焼入れ焼戻し処理または浸炭窒化処理を施すことによっ
て、硬度の高い、耐摩耗性および耐熱性に優れた係合子
を得ることができ、一方向クラッチあるいはクラッチ内
蔵プーリの耐久性の向上を図ることができる。
適な組成元素およびその含有量を見出したことにより、
焼入れ焼戻し処理または浸炭窒化処理を施すことによっ
て、硬度の高い、耐摩耗性および耐熱性に優れた係合子
を得ることができ、一方向クラッチあるいはクラッチ内
蔵プーリの耐久性の向上を図ることができる。
【図１】この発明に係る一方向クラッチ内蔵プーリを用
いた補機駆動装置の模式図
いた補機駆動装置の模式図
【図２】図１に示す一方向クラッチ内蔵プーリの縦断正
面図
面図
【図３】図２の一部分を示す断面図
【図４】（Ｉ）はサバン型摩耗試験機の概略図、（II）
は（Ｉ）に示す固定試験片の摩耗の状態を示す正面図
は（Ｉ）に示す固定試験片の摩耗の状態を示す正面図
【図５】（Ｉ）は従来のクラッチ内蔵プーリの縦断正面
図、（II）は（Ｉ）の一部を示す縦断側面図
図、（II）は（Ｉ）の一部を示す縦断側面図
２１ 内方部材 ２１ａ 円筒形外面 ２２ プーリ ２３ 軸受 ２５ クラッチ外輪（外方部材） ２５ａ 円筒形内面 ２６ 保持器 ２７ ポケット ２８ 係合子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｃ 38/50 Ｃ２２Ｃ 38/50 Ｆ１６Ｈ 55/36 Ｆ１６Ｈ 55/36 Ｚ // Ｃ２２Ｃ 38/54 Ｃ２２Ｃ 38/54 Ｆターム(参考） 3J031 BA08 BA19 BC02 CA03 4K042 AA18 AA25 BA03 CA02 CA06 CA08 CA10 CA12 CA13 DA01 DA02 DA06
Claims (7)
- 【請求項１】 回転軸に取付けられる内方部材と、その
外側に設けられた外方部材と、前記内方部材と外方部材
間に組込まれた保持器とを有し、前記保持器に形成され
た複数のポケット内に係合子を収容し、前記内方部材と
外方部材とが一方向に相対回転する動きによって、内方
部材の外面と外方部材の内面に係合する係合位置に係合
子を変位させて内方部材と外方部材の相互間で回転トル
クの伝達し、他方向に相対回転する動きにより係合子を
係合解除位置に変位させて回転トルクの伝達を遮断する
ようにした一方向クラッチにおいて、前記内方部材、外
方部材および係合子のうち、少なくとも係合子が、下記
の成分から成る鋼材によって形成され、焼入れ処理また
は浸炭窒化処理後に焼戻しされて表面硬さがＨRＣ５８
以上とされ、かつ最大の炭化物寸法が８μｍ以下とされ
ていることを特徴とする一方向クラッチ。「合金元素の
含有量が質量％で、Ｃを０．６以上１．３以下、Ｓｉを
０．３以上３．０以下、Ｍｎを０．２以上１．５以下、
Ｐを０．０３以下、Ｓを０．０３以下、Ｃｒを０．３以
上５．０以下、Ｎｉを０．１以上３．０以下、Ａｌを
０．０５０以下、Ｔｉを０．００３以下、Ｏを０．００
１５以下、Ｎを０．０１５以下含み、残部がＦｅおよび
不可避不純物を有する鋼材。」 - 【請求項２】 前記鋼材が質量％で、０．０５％以上
０．２５％未満のＭｏおよび０．０５％以上１．０以下
のＶの少なくとも一種をさらに含んでいることを特徴と
する請求項１に記載の一方向クラッチ。 - 【請求項３】 前記係合子が、前記内方部材に形成され
た円筒形外面と前記外方部材に設けられた円筒形内面に
対して係合可能な円弧面を両端に有するスプラグから成
る請求項１又は２に記載の一方向クラッチ。 - 【請求項４】 プーリに形成された円筒形内面に請求項
１乃至３のいずれかに記載の一方向クラッチの外方部材
を圧入したクラッチ内蔵プーリ。 - 【請求項５】 前記一方向クラッチの両側に、内方部材
とプーリとを相対的に回転自在に支持する一対の軸受を
設けた請求項４に記載のクラッチ内蔵プーリ。 - 【請求項６】 前記一対の軸受が、保持器を有する転が
り軸受から成る請求項５に記載のクラッチ内蔵プーリ。 - 【請求項７】 前記一方向クラッチの保持器と、一対の
転がり軸受における一方の転がり軸受の保持器が一体に
形成されている請求項６に記載のクラッチ内蔵プーリ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000150193A JP2001330062A (ja) | 2000-05-22 | 2000-05-22 | 一方向クラッチおよびクラッチ内蔵プーリ |
| DE10124740A DE10124740A1 (de) | 2000-05-22 | 2001-05-21 | Freilaufkupplung und Riemenscheibe mit eingebauter Kupplung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000150193A JP2001330062A (ja) | 2000-05-22 | 2000-05-22 | 一方向クラッチおよびクラッチ内蔵プーリ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001330062A true JP2001330062A (ja) | 2001-11-30 |
Family
ID=18655944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000150193A Pending JP2001330062A (ja) | 2000-05-22 | 2000-05-22 | 一方向クラッチおよびクラッチ内蔵プーリ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001330062A (ja) |
| DE (1) | DE10124740A1 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006322596A (ja) * | 2005-05-20 | 2006-11-30 | Ntn Corp | 軸受複合一方向クラッチ |
| JP2008032210A (ja) * | 2006-06-28 | 2008-02-14 | Jtekt Corp | 一方向クラッチ |
| US8307968B2 (en) | 2006-10-13 | 2012-11-13 | Jtekt Corporation | One-way clutch |
| JP2023089730A (ja) * | 2021-12-16 | 2023-06-28 | 株式会社神戸製鋼所 | 鋼材、鋼部品、および鋼部品の製造方法 |
-
2000
- 2000-05-22 JP JP2000150193A patent/JP2001330062A/ja active Pending
-
2001
- 2001-05-21 DE DE10124740A patent/DE10124740A1/de not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006322596A (ja) * | 2005-05-20 | 2006-11-30 | Ntn Corp | 軸受複合一方向クラッチ |
| JP2008032210A (ja) * | 2006-06-28 | 2008-02-14 | Jtekt Corp | 一方向クラッチ |
| US8307968B2 (en) | 2006-10-13 | 2012-11-13 | Jtekt Corporation | One-way clutch |
| JP2023089730A (ja) * | 2021-12-16 | 2023-06-28 | 株式会社神戸製鋼所 | 鋼材、鋼部品、および鋼部品の製造方法 |
| JP7545949B2 (ja) | 2021-12-16 | 2024-09-05 | 株式会社神戸製鋼所 | 鋼材、鋼部品、および鋼部品の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE10124740A1 (de) | 2001-11-29 |
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