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JPH0914301A - 一方向クラッチ - Google Patents

一方向クラッチ

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Publication number
JPH0914301A
JPH0914301A JP7160756A JP16075695A JPH0914301A JP H0914301 A JPH0914301 A JP H0914301A JP 7160756 A JP7160756 A JP 7160756A JP 16075695 A JP16075695 A JP 16075695A JP H0914301 A JPH0914301 A JP H0914301A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
spring
way clutch
springs
roller
pulley
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7160756A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahiro Kurita
昌弘 栗田
Hirobumi Miyata
博文 宮田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTN Corp
Bando Chemical Industries Ltd
Original Assignee
NTN Corp
Bando Chemical Industries Ltd
NTN Toyo Bearing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NTN Corp, Bando Chemical Industries Ltd, NTN Toyo Bearing Co Ltd filed Critical NTN Corp
Priority to JP7160756A priority Critical patent/JPH0914301A/ja
Priority to DE19625659A priority patent/DE19625659A1/de
Priority to US08/670,603 priority patent/US5695031A/en
Publication of JPH0914301A publication Critical patent/JPH0914301A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/06—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F16D41/064—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by rolling and having a circular cross-section, e.g. balls
    • F16D41/066—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by rolling and having a circular cross-section, e.g. balls all members having the same size and only one of the two surfaces being cylindrical
    • F16D41/067—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by rolling and having a circular cross-section, e.g. balls all members having the same size and only one of the two surfaces being cylindrical and the members being distributed by a separate cage encircling the axis of rotation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/58—Raceways; Race rings
    • F16C33/581—Raceways; Race rings integral with other parts, e.g. with housings or machine elements such as shafts or gear wheels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C41/00—Other accessories, e.g. devices integrated in the bearing not relating to the bearing function as such
    • F16C41/001—Integrated brakes or clutches for stopping or coupling the relatively movable parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/04—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
    • F16C19/08—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with two or more rows of balls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D2041/0605—Spring details

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転数の変化によって発生するばねの共振条
件化においても、確実に作動する一方向クラッチを提供
する。 【構成】 外輪４の内径面に複数のカム面６を周方向に
等間隔に設ける。カム面６と内輪５の円筒形外面７間に
形成された楔形空間８にローラ９と、そのローラ９を楔
形空間８の狭小部に向けて押圧するばねとを組込む。ば
ねとして、ばね定数が異なる数種のばね１０ａ、１０ｂ
を用い、一方のばねが共振現象により動作が不完全にな
ったとしても、他方のばねによりローラ９をカム面６と
円筒形外面７とにロックおよびロック解除させて一方向
クラッチの精度の維持を図り、クラッチ寿命の向上を図
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、駆動側部材の一方向
の回転のみを被駆動側部材に伝達する一方向クラッチに
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、爆発工程
時に駆動エネルギが生じ、他の工程では駆動力が発生し
ないため、クランクシャフトには１回転中に角速度変動
が生じる。
【０００３】このため、通常の内燃機関におけるクラン
クシャフトには、フライホイールを取付けることにより
慣性力を大きくして、スムースランニングに近づける方
法が採用されている。
【０００４】しかし、クランクシャフトの捩り強度の関
係上、慣性力を大きくするには限度があり、角速度変動
を完全に抑制することはできない。特に、ディーゼルエ
ンジンはガソリンエンジンに比べて角速度変動が大き
く、低速回転においては最大で±２０％以上の速度変動
に達するものがある。
【０００５】したがって、角速度が微小変動するクラン
クシャフトを駆動源とし、ベルト伝動装置を介して慣性
力が大きく、略一定速度で回転しようとするオルタネー
タ等のエンジン補機を駆動すると、クランクシャフトの
角速度変動に起因して、エンジン補機の回転軸上に設け
られたプーリとベルトとの間でスリップが生じ、ベルト
が摩耗し易いという問題が生じる。
【０００６】上記のような問題点を解決するため、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、図３に示すように、クランクシャフト２
０に取付けたプーリ２１とエンジン補機２２の回転軸２
３上に設けられたプーリ２４との間にベルト２５をかけ
渡し、上記回転軸２３とプーリ２４との間に一方向クラ
ッチ２６を組込み、クランクシャフト２０の角速度増加
時、そのクランクシャフト２０の回転を回転軸２３に伝
え、クランクシャフト２０の角速度低下時、回転軸２３
への回転伝達を遮断している。
【０００７】すなわち、クランクシャフト２０の角速度
増加時に、一方向クラッチ２６を係合させてエンジン補
機２２の回転軸２３とプーリとを結合し、クランクシャ
フト２０の回転を回転軸２３に伝え、回転軸２３の回転
がプーリ２４の回転より速くなると、一方向クラッチ２
６を係合解除させて回転軸２３をフリー回転させるよう
にしている。このため、ベルト２４とプーリ２５間にお
いてスリップが生じず、ベルト２５の寿命低下を抑制す
ることができるという特徴を有する。
【０００８】上記ベルト伝動装置に使用される一方向ク
ラッチとして、外輪の内径面に複数のカム面を設け、各
カム面と内輪の円筒形外面間に形成された楔形空間内に
ローラと、そのローラを楔形空間の狭小部に向けて押圧
するばねとを組込んだローラタイプのものが従来から知
られている。
【０００９】ここで、ばねとして、板ばねが一般的に用
いられている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図３に示す
ベルト伝動装置にローラタイプの一方向クラッチを用い
た場合、エンジンの４０００ｒｐｍ以上の高速回転状態
において、一方向クラッチが精度よく作動せず、クラン
クシャフトの角速度増加時に一方向クラッチがオフとさ
れ、そのオフ状態が数回連続するという現象が生じた。
【００１１】その原因は、エンジンの回転数に比例して
角速度変動の周波数が変化するが、高速回転域で一方向
クラッチのばねの固有振動数と一致する点があり、ここ
でばねが共振し、ばね動作が不完全になるためである。
【００１２】ここで、エンジンの高速回転時に、一方向
クラッチのオフ状態が数回続くと、その間、エンジン補
機の回転軸の回転速度が次第に低下することになり、そ
の低下時に一方向クラッチがオンになると、ローラは外
輪のカム面と内輪の円筒面に衝撃的に噛み込むことにな
り、一方向クラッチの寿命が著しく低下する。
【００１３】この発明の課題は、回転数の変化によって
発生するばねの共振条件化においても確実に作動する一
方向クラッチ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、この発明においては、外輪の内径面に複数のカム
面を設け、各カム面と内輪の円筒形外面間に形成された
楔形空間内にローラと、そのローラを楔形空間の狭小部
に向けて押圧するばねとを組込んだ一方向クラッチにお
いて、前記複数のばねとしてばね定数が異なる２種類以
上のばねを用いた構成を採用している。
【００１５】
【作用】上記のように、ばね定数が異なる２種類以上の
ばねを用いた構成にすると、ばねの共振点は２以上とな
り、回転数の変化により変化する角速度変動の周波数に
対して一種類のばねが共振することになっても残りのば
ねは共振周波数が異なるので共振しない。この共振しな
いばねでもってローラのロック動作を確実に行なわせる
ことができる。
【００１６】
【実施例】以下、この発明の実施例を図１および図２に
基づいて説明する。図１および図２は、エンジン補機の
回転軸に取付ける一方向クラッチ内蔵形のプーリユニッ
トを示す。プーリ１の内部には一対の転がり軸受２、２
と、その転がり軸受２間に一方向クラッチ３とが組込ま
れている。
【００１７】一方向クラッチ３は、プーリ１の内径面に
圧入された外輪４と内輪５とを有し、その内輪５は一対
の転がり軸受２の内輪を共通している。
【００１８】外輪４の内径面には複数のカム面６が周方
向に等間隔に設けられ、各カム面６と内輪５の円筒形外
面７間に形成された楔形空間８にローラ９と、そのロー
ラ９を楔形空間８の狭小部に向けて押圧するばね１０と
が組込まれている。
【００１９】ローラ９およびばね１０は、外輪４と内輪
５との間に組込まれた保持器１１のポケット１２に収納
され、保持器１１は外輪４に対して回り止めされてい
る。
【００２０】ばね１０は板ばねから成る。このばね１０
はばね定数が異なる数種類のばねから成り、実施例では
２種類のばね１０ａ、１０ｂを用い、その２種類のばね
１０ａ、１０ｂを保持器１１の周方向に交互に配置して
いる。
【００２１】いま、上記の構成から成るプーリユニット
を図３に示すエンジン補機２２の回転軸２３に取付け、
そのプーリユニットのプーリ１とクランクシャフト２０
に取付けたプーリ２１間にベルト２５をかけ渡してエン
ジンを駆動すると、クラクンシャフト２０の回転はプー
リ１に伝達される。
【００２２】ここで、クランクシャフト２０は角速度が
微小変動するため、プーリ１の角速度も変動し、そのプ
ーリ１の角速度が増加する回転時、ローラ９は外輪４の
カム面６と内輪５の円筒形外面７に係合し、プーリ１の
回転が回転軸２３に伝達される。
【００２３】プーリ１の角速度が低下し、回転軸２３の
回転速度がプーリ１の回転速度を上回ると、ローラ９は
楔形空間８の広幅部に向けて移動して係合が解除し、回
転軸２３はプーリ１に対して空転する。このため、プー
リ１はベルト２５の移動によって回転軸２３と無関係に
回転されることになり、プーリ１とベルト２５の相互間
においてスリップが生じず、ベルト２５の摩耗を防止す
ることができる。
【００２４】因みに、ばね荷重が１００ｇｆのばねを２
４個用いた一方向クラッチ内蔵形のプーリユニット（比
較品）と、ばね荷重が１００ｇｆと１４０ｇｆの２種類
のばねをそれぞれ１２個ずつ用い、その２種類のばねを
周方向に交互に配置した一方向クラッチ内蔵形のプーリ
ユニット（本願発明品）とをそれぞれ１０個ずつ用意
し、これらのプーリユニットの内輪５に０．１ｋｇｆ−
ｍのブレーキ力付与する状態でプーリ１を１５０Ｈｚの
ねじり振動周波数でもって正逆方向に回転させて一方向
クラッチの寿命を測定した。
【００２５】ここで、１５０Ｈｚのねじり振動周波数
は、４気筒の４サイクルエンジンでは４５００ｒｐｍ回
転に相当する。
【００２６】試験の結果、本願発明品の一方向クラッチ
の平均寿命時間が６５０Ｈｒであったのに対し、比較品
の一方向クラッチの平均寿命時間は１００Ｈｒであっ
た。
【００２７】本願発明品の一方向クラッチの平均寿命時
間が比較品と比べて長いのは、１つのばねが共振状態に
なっても残りの他のばねが共振しないので、ローラ９の
ロックおよびロック解除の動作が確実に行なわれている
ためである。
【００２８】すなわち、２種類のばね１０ａ、１０ｂを
用いたことによって、それぞれのばね１０ａ、１０ｂの
共振点が異なり、一方のばねが共振しても他方のばねは
共振せず、共振状態にないばねが正確に動作してローラ
９のロックおよびロック解除を行なわせ、ローラ９の衝
撃的な噛み込みを生じさせないためである。
【００２９】本実施例は、２種類のばねを１個ずつ交互
に配置したが、ばねの個数に応じて２個ずつ、３個ずつ
で交互に配置しても良いし、３種類以上では、ランダム
に配置しても良いし、１個、２個ずつ、３個ずつの組合
せをランダムに配列しても良い。
【００３０】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る一方向ク
ラッチにおいては、楔形空間の狭小部に向けてローラを
押圧するばねとして、ばね定数の異なる複数のばねを用
いたことにより、一方向クラッチが回転数の変化によっ
て発生するばねの共振条件化で使用されても、一方向ク
ラッチを精度よく作動させることができ、一方向クラッ
チの寿命向上に大きな効果を挙げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る一方向クラッチを用いたプーリ
ユニットの縦断正面図
【図２】図１のII−II線に沿った断面図
【図３】エンジン補機駆動用のベルト伝動装置の概略図
【符号の説明】
４ 外輪 ５ 内輪 ６ カム面 ７ 円筒形外面 ８ 楔形空間 ９ ローラ １０ａ、１０ｂ ばね

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 外輪の内径面に複数のカム面を設け、各
    カム面と内輪の円筒形外面間に形成された楔形空間内に
    ローラと、そのローラを楔形空間の狭小部に向けて押圧
    するばねとを組込んだ一方向クラッチにおいて、前記複
    数のばねとしてばね定数が異なる２種類以上のばねを用
    いたことを特徴とする一方向クラッチ。
JP7160756A 1995-06-27 1995-06-27 一方向クラッチ Pending JPH0914301A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7160756A JPH0914301A (ja) 1995-06-27 1995-06-27 一方向クラッチ
DE19625659A DE19625659A1 (de) 1995-06-27 1996-06-26 Freilaufkupplung
US08/670,603 US5695031A (en) 1995-06-27 1996-06-26 One-way clutch

Applications Claiming Priority (2)

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JP7160756A JPH0914301A (ja) 1995-06-27 1995-06-27 一方向クラッチ
US08/670,603 US5695031A (en) 1995-06-27 1996-06-26 One-way clutch

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JP7160756A Pending JPH0914301A (ja) 1995-06-27 1995-06-27 一方向クラッチ

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JP (1) JPH0914301A (ja)
DE (1) DE19625659A1 (ja)

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