(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車付属部品駆動システムで使用するベルト車装置において、
回転軸および外側ネジ形成面と、それらと係合するために付属部品の入力シャフトを受け入れるボアを有するシャフト係合ハブと、
前記シャフト係合ハブを受け入れるボアを設け、かつ内側結合面および外周ベルト係合面を設けたベルト車部材と、
前記シャフト係合ハブの前記外側ネジ形成面と係合する内側ネジ形成面を有したナットであって、前記シャフト係合ハブの前記回転軸に対して角度設定された外側結合面をも有する前記ナットと、
前記ベルト車部材と前記ナットとの間に設けられたブレーキ部材であり、前記ベルト車部材の前記内側結合面に向けて半径を外周側に拡げることができる前記ブレーキ部材であって、前記ナットの前記外側結合面と摩擦接触する第１結合面、および前記ベルト車部材の前記内側結合面と摩擦接触する第２結合面を有する前記ブレーキ部材と、
を備え、
前記ベルト車部材に作用するトルクが第１方向にある時、下記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の動作を順次に行う前記ブレーキ部材であり、
（ａ）前記第２結合面の摩擦接触によって、前記ブレーキ部材が前記ベルト車部材と共に回転して、
（ｂ）前記第１結合面の摩擦接触によって、前記ブレーキ部材が前記ナットを回転させて、
（ｃ）回転する前記ナットが、前記シャフト係合ハブの外側ネジ形成面に沿って且つ前記ブレーキ部材で環状に囲む領域の中に向けて、前記ナットの軸方向に移動し、
（ｄ）前記ベルト車部材の前記内側結合面に向けて半径を外周側に拡げた前記ブレーキ部材が、前記回転にともない、前記ナットおよび前記ブレーキ部材と前記ベルト車部材との結合を強くすることを特徴とするベルト車装置。
【請求項２】
前記第１方向とは逆の第２方向における前記ナットの回転によって、前記ナットの前記外側結合面と前記ブレーキ部材の前記第１結合面との結合が外れ、前記ナットおよび前記シャフト係合ハブが前記ベルト車部材に対して回転する請求項１に記載のベルト車装置。
【請求項３】
前記ナットの前記外側結合面および前記ブレーキ部材の前記第１結合面が、前記シャフト係合ハブの前記回転軸に対して５度〜４５度の鋭角で延設された連動摩擦表面である請求項２に記載のベルト車装置。
【請求項４】
前記ブレーキ部材が、第１材料と第２材料の複合材料からなる複数の円弧状ブレーキシューを有し、前記第２材料を前記第１、第２の結合面に設けた請求項１に記載のベルト車装置。
【請求項５】
前記第１、第２の結合面がブレーキ材料からなる請求項４に記載のベルト車装置。
【請求項６】
さらに、一体回転するように前記シャフト係合ハブに結合したカバープレートを有し、このカバープレートの外周付近に、前記ベルト車部材の一部を受け取って、前記ベルト車装置の内外間を結ぶ真直ぐではない経路を形成する溝を設けた請求項１に記載のベルト車装置。
【請求項７】
さらに、内側レースを前記シャフト係合ハブに結合し、そして外側レースを前記ベルト車部材に結合し、前記ブレーキ部材の前記第１結合面および前記ナットの前記外側結合面が結合を解いたときに、前記シャフト係合ハブを前記ベルト車部材に対して回転させるベアリング装置を有する請求項１に記載のベルト車装置。
【請求項８】
自動車付属部品駆動システムで使用するベルト車装置において、
回転軸および外側ネジ形成面を有するシャフト係合ハブと、
内側結合面を有するベルト車部材であり、外周ベルト係合面を有する前記ベルト車部材と、
外側結合面を有するナットであり、前記シャフト係合ハブの前記外側ネジ形成面と係合し、ネジ接続を形成する内側ネジ形成面を有する前記ナットと、
前記ベルト車部材と前記ナットとの間に設けられたブレーキ部材であって、前記ナットの前記外側結合面と摩擦接触する第１結合面および前記ベルト車部材の前記内側結合面と摩擦接触する第２結合面を有する前記ブレーキ部材と、
を備え、
前記シャフト係合ハブの外側ネジ形成面の周りで回転する前記ナットの軸方向移動により、前記ブレーキ部材が前記ベルト車部材の前記内側結合面に向け且つ径方向外側に向けて拡がり、その拡がりが前記内側結合面に接触するまで、初めに、前記ベルト車部材と共に前記シャフト係合ハブに対して第１の方向に回転する前記ブレーキ部材であり、
前記ナットの前記外側結合面および前記ブレーキ部材の前記第１結合面両者を前記シャフト係合ハブの前記回転軸に対して５度〜４５度の角度に設定されたことを特徴とするベルト車装置。
【請求項９】
請求項１あるいは請求項８のいずれかに記載のベルト車装置において、
前記ナットの前記外側結合面および前記ブレーキ部材の前記第１結合面両者を前記シャフト係合ハブの前記回転軸に対して１０度〜２０度の角度に設定したベルト車装置。
【請求項１０】
前記ブレーキ部材の前記第１結合面が、前記ブレーキ部材の前記第２結合面に対して平行ではない請求項８に記載のベルト車装置。
【請求項１１】
前記ベルト車部材の前記内側結合面が、前記シャフト係合ハブの前記回転軸に対して平行である請求項１０に記載のベルト車装置。
【請求項１２】
カバープレートが、前記ベルト車部材の一部を取り囲み、前記ベルト車装置の内外間を結ぶ真直ぐではない経路を形成する軸方向に延設した外周フランジを有する請求項８に記載のベルト車装置。
【請求項１３】
自動車付属部品駆動システムで使用するベルト車装置において、
回転軸および外側ネジ形成面を有し、前記外側ネジ形成面より直径が大きく回転軸から離れた外側に伸びた肩部を有するシャフト係合ハブと、
内側ネジ形成面、および外側摩擦ベアリング面を有し、前記内側ネジ形成面が前記シャフト係合ハブの前記外側ネジ形成面にネジ係合するナットと、
内側摩擦ベアリング面、および外側ベルト係合面を有するベルト車部材と、第１面が前記ナットの前記外側摩擦ベアリング面に摩擦接触し、そして第２面が前記ベルト車部材の前記内側摩擦ベアリング面に摩擦接触するブレーキ部材であって、前記シャフト係合ハブの前記肩部と摩擦接触し且つ回転軸方向の内部向きに突き出た部分を有した前記ブレーキ部材とを有し、
前記ベルト車部材の前記内側摩擦ベアリング面に向けて半径を外周側に拡げることができる前記ブレーキ部材であって、
前記ベルト車部材に作用するトルクが第１方向にある時、下記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の動作を順次に行う前記ブレーキ部材であり、
（ａ）前記第２面の摩擦接触によって、前記ブレーキ部材が前記ベルト車部材と共に回転して、
（ｂ）前記第１面の摩擦接触によって、前記ブレーキ部材が前記ナットを回転させて、
（ｃ）回転する前記ナットが、前記シャフト係合ハブの外側ネジ形成面に沿って且つ前記ブレーキ部材で環状に囲む領域の中に向けて、前記ナットの軸方向に移動し、
（ｄ）前記ベルト車部材の前記内側摩擦ベアリング面に向けて半径を外周側に拡げた前記ブレーキ部材が、前記回転にともない、前記ナットおよび前記ブレーキ部材と前記ベルト車部材との結合を強くすることを特徴とするベルト車装置。
【請求項１４】
前記回転軸を中心にして前記ナットを第１方向に回転させ、前記シャフト係合ハブとのネジ係合を介して前記ナットを前記回転軸にそって前記ブレーキ部材に向けて軸方向に移動させて、前記ナットの外側摩擦ベアリング面と前記ブレーキ部材の前記第１面との間の摩擦力を強くし、そして前記第１方向とは逆の第２方向に前記ナットを回転させ、前記ナットを前記ブレーキ部材から離れるように軸方向に移動させて、前記ナットの外側摩擦ベアリング面と前記ブレーキ部材の前記第１面との間の摩擦力を弱くする請求項１３に記載のベルト車装置。
【請求項１５】
請求項１あるいは請求項８または請求項１４のいずれか一項に記載のベルト車装置において、
さらに、一体に回転するために前記シャフト係合ハブに結合するカバープレートと、前記カバープレートに係合させる第１端部と前記ナットに係合させる第２端部と有するトーションスプリングとを備え、  前記トーションスプリングが、前記ナットの第２方向への回転を抑止する作用をもつベルト車装置。
【請求項１６】
前記ナットの前記外側摩擦ベアリング面が、前記回転軸に対して５度〜４５度の鋭角を形成する請求項１４に記載のベルト車装置。
【請求項１７】
前記ブレーキ部材が前記ナットの周囲に設けられた複数の円弧状ブレーキシューを有し、それぞれのブレーキシューが前記ネジ形成面に軸方向に移動している前記ナットに応答して半径方向に拡がる請求項１３に記載のベルト車装置。
【請求項１８】
自動車付属部品駆動システムで使用するベルト車装置の製造方法において、
回転軸および外側ネジ形成面と、それらと係合するために付属部品の入力シャフトを受け入れるボアを有するシャフト係合ハブを用意する工程、
前記シャフト係合ハブを受け入れるボアを設け、かつ内側結合面および外周ベルト係合面を設けたベルト車部材を用意する工程、
前記シャフト係合ハブの前記外側ネジ形成面と係合する内側ネジ形成面を有したナットであって、前記シャフト係合ハブの前記回転軸に対して角度設定された外側結合面も有する前記ナットを用意する工程、
前記ベルト車部材と前記ナットとの間に設けるブレーキ部材であって、前記シャフト係合ハブの外側ネジ形成面の周りで回転する前記ナットの軸方向移動により、前記ブレーキ部材が前記ベルト車部材の前記内側結合面に向け且つ径方向外側に向けて拡がり、その拡がりが前記内側結合面に接触するまで、初めに、前記ベルト車部材と共に前記シャフト係合ハブに対して第１の方向に回転する前記ブレーキ部材であり、前記ナットの前記外側結合面と摩擦接触する第１結合面および前記ベルト車部材の前記内側結合面と摩擦接触する第２結合面を有する前記ブレーキ部材を用意する工程、および
前記シャフト係合ハブの前記外側ネジ形成面のネジピッチを選択し、前記ブレーキ部材の第１結合面に設けられる摩擦材料を選択し、そして前記ナットの前記外側結合面と前記シャフト係合ハブの前記回転軸とが形成する角度を選択し、前記シャフト係合ハブと前記ベルト車部材との係合を外して、前記ベルト車部材に対して一つの方向に前記シャフト係合ハブを回転させるクラッチとして動作できるように構成する工程からなることを特徴とするベルト車装置の製造方法。
【請求項１９】
さらに前記ネジピッチの選択、前記ブレーキ部材の第１結合面に設けられる摩擦材料の選択、そして前記ナットの前記外側結合面と前記回転軸とが形成する角度の選択を組み合わせて、前記シャフト係合ハブと前記ベルト車部材との係合を外し、前記シャフト係合ハブを相対的に回転させるために必要なトルクを最小化する請求項１８に記載の製造方法。
【請求項２０】
さらに前記ブレーキ部材の前記第１結合面と前記ナットの前記外側結合面との間の摩擦
係数を選択する工程を有する請求項１８に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本願は、２００８年４月３０日に出願された特許出願第１２/１１２３９３号の一部継続出願である。
【技術分野】
【０００２】
本出願は全体としてはベルト車（滑車、プーリ）（ｐｕｌｌｅｙｓ）に関し、より具体的には相対的なトルク反転に応答するトルク感受性クラッチ作用を利用するベルト車装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
例えばウォータポンプ、オルタネータ/ゼネレータ、冷媒ファン、パワーステアリングポンプやコンプレッサを始めとする各種の自動車用付属装置を自動車のエンジンを使用して駆動することは公知である。特に、自動車のエンジンシャフトによって動作する駆動プーリの場合、順に、エンドレス駆動ベルトを駆動し、駆動されたプーリを介して付属装置を駆動する。
【０００４】
例えば燃焼エンジン点火によって開始される周期的なトルクパルスは、大きな速度遷移を生み出し、被駆動部品のスムーズな動作を妨害する傾向がある。さらに、始動、中断、ジェイクブレーキング（ｊａｋｅ  ｂｒａｋｉｎｇ）やギヤシフトなどに関連する慣性および従動速度遷移（ｄｒｉｖｅｎ  ｓｐｅｅｄ  ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｓ）も被駆動部材の動作を妨害する傾向がある。これら遷移が発生すると、ベルトの飛び出し、ベルト摩耗、軸受摩耗や騒音などの弊害が発生する。
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、トルク感受性クラッチ作用を利用して、被駆動付属装置の入力シャフトとベルト車装置の外側被駆動綱車との間に一方向運動を起こす改良被駆動ベルト車装置を提案するものである。ベルト車装置の綱車が主回転方向に駆動されている状態にあるとき、ベルト車装置のクラッチ作用機構が付属装置の入力シャフトに係合し、これを駆動するため、目的のスムーズな回転を確保できる。例えば被駆動速度遷移の結果として、相対的なトルク反転が起きると、本発明のベルト車装置の内部クラッチ作用機構が外側の被駆動綱車と被駆動付属装置シャフトとの係合を外し、これによって被駆動シャフトが主回転方向の運動量をもって回転を継続する。
【０００６】
本発明の一態様によれば、本発明のベルト車装置は、付属装置の入力シャフトに係合するシャフト係合ハブ、駆動ベルトと係合するベルト車装置、シャフト係合ハブにネジ係合するナット、およびベルト車部材とナットとの間でトルクを伝達するブレーキ部材を有する。このシャフト係合ハブは回転軸、外側ネジ形成面、および付属装置の入力シャフトを受け取るボアを有する。ベルト車部材は、外周ベルト係合面、および内側結合面を備えたボアを有する。ナットは、シャフト係合ハブの外側ネジ形成面に係合する内側ネジ形成面、およびシャフト係合ハブの回転軸に対して角度設定された外側結合面を有する。ベルト車部材とナットとの間に設けられるブレーキ部材は、ナットの外側結合面に対向する第１結合面およびベルト車部材の内側結合面に対向する第２結合面を有する。トルクがナットに第１方向に加えられると、ネジ接続によりナットがシャフト係合ハブにおいて“締り”、かつナットの外側結合面がブレーキ部材の第１結合面に摩擦結合し、ナットとシャフト係合ハブがベルト車部材と一体回転する。第１方向とは逆の第２方向にトルクがナットに加えられると、ナットがシャフト係合ハブにおいて“緩み”、これによってブレーキ部材の第１結合面とナットの外側結合面との結合が解かれ、シャフト係合ハブがベルト車部材に対して回転する。
【０００７】
本発明のベルト車装置は、ベルト車のオーバーランを許す設計の同種の装置に対していくつかの作用効果を有する。第１に、ナットの摩擦面とブレーキ部材との鋭角係合によって、本発明の場合には、多量のクランプ作用力を確保でき、また主半径方向力（ｐｒｅｄｏｍｉｎａｎｔｌｙ  ｒａｄｉａｌ  ｆｏｒｃｅ）によりトルク抵抗を確保でき、しかも軸方向力ははるかに少なくて済む。軸方向荷重が減少する結果、高いトルク係合の後でも、ネジ接続の機能停止がより簡単になり、応答性が改善する。応答性の改善は、オーバーラン状態における機能停止に必要な解放トルクを少なくできることを意味する。第２に、本発明の別な態様によれば、ブレーキ部材が非平行摩擦結合面を利用して、それぞれナットおよびベルト車部材への係合を確保できる。このため、摩擦材料表面積を最小化でき（これによって摩耗率を低くでき）、ミスアライメントの原因になる力を抑制できる。第３に、他の実施態様の場合、係合を解かれたオーバーラン状態下ボールベアリングを設けて回転自由度を高くできるため、構造的な剛性を改善できるだけでなく、ピボットブシュの摩耗を緩和することよってベルト車装置の耐用年数を長くすることができる。第４に、さらに別な実施態様の場合、複合ブレーキリングを導入して、ベルト車装置の耐久性を改善するとともに、加えることができるトルク量およびクランプ作用力を増強することができる。
【０００８】
本発明の上記以外の作用効果および特徴については、以下の具体的な実施態様の説明および特許請求の範囲から明らかになるはずである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】付属装置駆動システムの一実施態様を示す概略図である。
【図２】図１の付属装置駆動システムに使用するベルト車装置の側断面図である。
【図３】図２のベルト車装置を示す展開斜視図である。
【図４】オルタネータの入力シャフトに接続した図２のベルト車装置を示す一部断面を含む側面図である。
【図５】一実施態様によるブレーキシューを示す斜視図である。
【図６】４つの弓状のブレーキシューをアライメント配列し、一実施態様による円弧状ブレーキ部材を構成した状態を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１について説明する。自動車の付属装置駆動システム１０、例えば内燃機関は、多数の付属装置を駆動するために使用されるエンドレスベルト３０を備えている。図１には、各種の付属装置の代表としてベルト車装置を概略図示してある。エンドレスベルト３０はクランクベルト車装置１２、ファン/ウォータポンプベルト車装置１４、パワーステアリングベルト車装置１８、アイドラベルト車装置２０およびテンショナベルト車装置２２を結んでいる。実施態様にもよるが、テンショナベルト車装置２２は、テンショナアームがベルト３０から離れないようにする摩擦ダンパを備えた非対称的なダンパ作用部材などのダンパ作用部材を備えている。
【００１１】
各種の付属装置は、それ自体がベルト３０によって回転させられるベルト車装置１４、１６、１８、２０、２２の使用によって駆動される。説明の便宜上、オルタネータのベルト車装置１６に絞って説明を進める。なお、他の付属装置の一つかそれ以上の他の付属装置もベルト車装置１６と同様に動作する。
【００１２】
次に、図２、３および４について説明する。ベルト車装置１６が主回転方向に回転すると、入力トルクをオルタネータの入力シャフトに伝えるとともに、ベルト車装置とオルタネータの入力シャフト７８との間の相対的なトルク反転から入力シャフトを分離する（図４）。ベルト車装置１６とオルタネータの入力シャフトとの間にこのようなトルク反転が生じると、ベルト車装置１６の内部クラッチ作用システムが作動し、オルタネータをトルク反転から切り離し、オルタネータの入力シャフトが、主回転方向の運動量で回転を継続する。図４に、オルタネータの入力シャフト７８に接続され、かつベルト３０に係合した状態のベルト車装置１６を示す。
【００１３】
ベルト車装置１６は、回転軸４８をもつシャフト係合ハブ４０、外側ネジ形成面６６、およびオルタネータの入力シャフトを受け取るボア４４を有する。よく知られているように半月キーによって、オルタネータの入力シャフトにシャフト係合ハブ４０を係合すると、シャフト係合ハブ４０が入力シャフトを中心にして無制限に回転することを防止することができる。例えばスプライン接続などの他の接続によってシャフト係合ハブ４０とオルタネータの入力シャフトとを接続してもよいことはいうまでもない。一部の実施態様では、外側ネジ形成面６６と干渉しない位置で、環状カラーまたはスリーブ５３をシャフト係合ハブ４０上に嵌合してもよく、あるいは結合してもよい。そして、環状カラーまたはスリーブ５３は、その回転軸の外側に向けて拡がる肩部分８２を設けることもできる。
【００１４】
シャフト係合ハブ４０の周囲に設けたベルト車部材５０は、このベルト車部材がハブを中心にして回転できるようなサイズに設定された中心ボアまたは開口５４を有する。このベルト車部材５０は、ベルト３０に係合する外周ベルト係合面５２、および内側結合面５５を有する。内側結合面５５を摩擦材料で構成するか、あるいはこの摩擦材料で被覆すると、ベルト車部材５０を他の構成成分に係合することができ、従ってトルクをベルト車部材５０から他の構成成分に伝えることができる。図示の実施態様では、ベルト係合面５２をＶ形リブ/溝構成などに構成し、ベルト３０の対応するリブ/溝に係合する。コグ、平坦または円形リブ/溝などの他の構成も可能である。
【００１５】
一部の実施態様では、ハブ４０とベルト車部材５０との間にローラベアリング５８を設け、係合が外れたときに、このベルト車部材５０がハブ４０に対して安定して回転できるようにする。ローラベアリング５８の内側レースをシャフト係合ハブ４０に隣接配置し、これに結合してもよく、またローラベアリング５８の外側レースをベルト車部材５０に隣接配置し、これに結合してもよい。ハブ４０上にスリーブ５３を嵌合した一つの実施態様では、図２に示すように、ローラベアリング５８の内側レースをスリーブ５３に隣接配置し、ハブ４０に直接結合するのではなく、このスリーブ５３に結合してもよい。ローラベアリングを使用すると、ベルト車装置全体の構造的剛性を改善でき、またクラッチ作用機構の要素の相互回転時における摩耗が減るため、ベルト車装置の耐用年数を改善できる。
【００１６】
内側ネジ形成面６７をもつナット６４をシャフト係合ハブ４０の外側ネジ形成面６６にネジ係合し、第１回転方向においてハブ４０を中心とするナット６４の相対的な回転によってナット６４が回転軸にそって第１直線方向Ａに軸方向の移動をする一方で、逆方向におけるナット６４の相対的回転によってナット６４が逆の直線方向Ｂに軸方向の移動をするように構成する。また、このナット６４の外側結合面６２は、シャフト係合ハブ４０の回転軸４８に対して角度をもつ。一つの実施態様の場合、ナットの外側結合面６２とハブ４０の回転軸４８との間の鋭角は５〜４５度に設定する。また、別な実施態様の場合、外側結合面６２と回転軸４８との間の角度は約１０〜２０度に設定するのが好ましい。最適な角度は、少なくとも部分的には、この結合面に係合する材料間の摩擦係数、ナットのネジ形成面６７の螺旋度即ちピッチ、ネジの摩擦係数、および設計構成の係合/脱係合トルク必要条件に依存する。
【００１７】
ベルト車部材５０とナット６４との間に、ブレーキ部材９０を設ける。図５および図６に示すように、このブレーキ部材９０は、ナット６４の外周面に、これと連動するように設けられた複数の弓形のブレーキシュー９１から構成することができる。別な実施態様の場合、ブレーキ部材９０は連続リングで構成すればよく、このリングに、リングをナット６４の運動に応答して拡張収縮させる一つかそれ以上の可撓性フィンガを形成する。このブレーキ部材９０は、ナットの外側結合面６２に対向する第１結合面９２、およびベルト車部材５０の内側結合面５５に対向する第２結合面９４を有する。これら対向対の結合面間が摩擦係合するため、ベルト車部材５０とシャフト係合ハブ４０との間にクラッチ作用が発生する。一部の実施態様では、ブレーキ部材９０は複合材料で構成することができ、また第１、第２の結合面９２、９４は摩擦材料で構成することができ、あるいはこの摩擦材料で被覆することができる。また、ブレーキ部材９０と、ハブ４０またはカラー５３がある場合には、これら部材との間に環状ピボットブシュ７２を設けることができる。その環状ピボットブシュ７２は、ブレーキ部材９０の内部向きに突き出た部分９６とハブ４０またはカラー５３の肩部８２との間に据えることもできる。図３に示すように、ブシュ７２に一つかそれ以上のスペーサ７３を設けると、ブレーキ部材９０のブレーキシュー９１を適正な位置に保持することができる。ピボットブシュ７２については、摩擦係数がきわめて低い材料で構成すればよい。
【００１８】
図２の実施態様の場合、ブレーキ部材９０の第１、第２の結合面９２、９４は平行ではない。なお、特に第２結合面９４については、シャフト係合ハブ４０の回転軸４８に対して実質的に平行に構成する一方、第１結合面９２については、回転軸４８に対して、ナットの外側結合面６２とシャフト係合ハブ４０の回転軸４８との間の角度と実質的に同じ角度で配設してもよい。一方で第１結合面９２とナット６４との間の第１係合角度、そして他方で第２結合面９４とベルト車部材５０との間の第２係合角度をそれぞれ無関係に選択することによって、摩擦材料表面積が最大化し（これによって摩耗率を低くし）、利用できるクランプ作用力が最大化し、オーバーラン状態においてブレーキ部材９０を解放するために必要な力が最小化し、ミスアライメントの原因になる力が小さくなるようにブレーキ部材９０を構成する。さらに、係合面の係合角度および摩擦特性について、主回転方向においてさえ駆動動力学作用が過剰になった場合に、持続可能な係合トルク（即ち解放トルク（ｂｒｅａｋ−ａｗａｙ  ｔｏｒｑｕｅ））が最大化するように選択できる。
【００１９】
ナット６４、ブレーキ部材９０およびベルト車部材５０の係合摩擦面は、公知のブレーキ材料を始めとする摩擦材料で構成するか、あるいはこの摩擦材料で被覆すればよい。使用可能な材料は、例示のみを目的として挙げると、非アスベスト系成形材料で、摩擦特性が高く、安定性もよく、摩耗特性のすぐれた材料である。この用途に好適な材料を一つだけを挙げると、有機、無機の摩擦改質材や充填材とともに加硫ゴムを含有した可撓性成形材であって、二本ロール押し出し成形金属未含有フェノール結合摩擦ライニング材である。この摩擦材料については、具体的な用途および動作条件に依存する目的摩擦係数および摩耗特性に応じて選択すればよい。
【００２０】
ベルト車装置１６が入力シャフト７８を駆動する第１の運転状態では、回転軸４８を中心として第１回転方向にベルト３０がベルト車部材５０を駆動する。この状態では、ベルト車部材５０の内側結合面５５とブレーキ部材９０の第２結合面９４とが摩擦係合するため、ブレーキ部材９０が第１回転方向に回転する。そしてブレーキ部材９０の第１結合面９２とナット６４の外側結合面６２が摩擦係合するため、ナット６４が第１方向に回転する。ナット６４が第１方向に回転すると、このナット６４がハブ４０とのネジ係合を介して（矢印Ａの方向に）回転軸４８にそって軸方向に移動する。ブレーキ部材９０と直接接触した状態でナット６４が方向Ａに軸方向の移動をしている間、ブレーキ部材９０が半径方向外側に拡張するため、ナット６４、ブレーキ部材９０およびベルト車部材５０との間の接触圧力および摩擦力が強くなり、ナット６４がブレーキ部材９０に摩擦作用によって結合し、ブレーキ部材９０およびベルト車部材５０とともに回転する。
【００２１】
オーバーラン状態と呼ぶこともできる第２運転状態では、入力シャフト７８がベルト車部材５０との係合から外れ、そしてベルト車部材５０が相対的なトルク反転や突然の減速を受けた場合には、第１回転方向に運動量をもって回転を継続する。この状態では、ベルト車装置５０は第１方向において回転を継続するが、角速度は、入力シャフト７８の駆動時の速度よりも小さい。ベルト車部材５０において角速度が突然小さくなると、相対的なトルク反転が発生する。即ち、トルクが前記の摩擦係合によりベルト車部材５０からブレーキ部材９０を介してナット６４に移動する。トルクが第２方向におけるナット６４に加わると、例え絶対的な意味においてナット６４およびハブ４０の両者が回転軸４８を中心として第１方向に回転を継続したとしても、ナット６４がシャフト係合ハブ４０に対して第２方向に回転する。ナット６４がハブ４０に対して第２方向に回転すると、ハブ４０へのネジ接続によってナット６４が緩む。即ち、（矢印Ｂの方向に）ブレーキ部材９０から軸方向に動き、これから離れる。ナット６４、ブレーキ部材９０およびベルト車部材５０間の接触圧力および摩擦力が小さくなると、結合が解け、入力シャフト７８がベルト車部材５０とは無関係に回転するような最小摩擦で相互にこれら部材が回転する。
【００２２】
都合のよい任意の手段によってカバープレート６８をベルト車装置１６に固定し、動作部材をコンパクトなユニットに構成し、これらを損傷やデブリから保護する。特に、カバープレート６８をハブ４０あるいは入力シャフト７８に固定すると、これら動作部材と一体的に回転させることができる。一つの実施態様の場合、カバープレート６８は軸方向に突出する外側フランジ７０を有し、このフランジ７０はベルト車部材５０のフランジ５１上まで突出し、これに嵌合し、ベルト車装置１６の内外を結ぶ真直ぐではない（即ち間接的な）経路を形成する。このような構成を使用すると、ベルト車部材５０がカバープレート６８およびハブ４０に対して回転できると同時に、ベルト車装置１６の内部部材を汚染物やデブリから保護することができる。
【００２３】
別な態様では、カバープレート６８とナット６４との間のキャビティ８０の内部にトーションスプリング７４を設けることができ、スプリング７５の第１端部をカバープレート６８に係合するとともに、スプリング７６の第２端部をナット６４に係合する。トーションスプリング７４に予め荷重をかけておくと、ハブ４０とのネジ接続を中心としてナット６４を第１方向に回転させることができる。あるいは、トーションスプリング７４については、ナット６４のブレーキ部材９０から離れる軸方向移動に応答して荷重をかけるか、あるいは巻き戻るように構成してもよい。トーションスプリング７４を使用すると、クラッチ作用装置の応答性を改善できるとともに、相対的なトルク反転後に、ナット６４がブレーキ部材９０との係合を外したままになることを防止できる。具体的には、オーバーラン状態では、ブレーキ部材９０によって第２方向にナット６４に加わったトルクがトーションスプリング７４によって加わったトーションを十分上回るため、ナット６４が軸方向に移動し、ブレーキ部材９０との結合を解くことができる。相対的なトルク反転が終了すると、トーションスプリング７４によってナット６４がブレーキ部材９０と再び係合するため、ベルト車部材５０がもう一度ハブ４０および入力シャフト７８を駆動できることになる。別な実施態様の場合には、トーションスプリングではなく、軸方向スプリングを使用して、ナット６４をネジ形成ハブ４０にそって押し下げ、ブレーキ部材９０に係合する。
【００２４】
回転軸に対する摩擦結合面の角度、結合面の摩擦係数、トーションスプリング力、ハブ４０とナット６４とのネジ接続のネジピッチおよびネジ数、およびネジ接続の摩擦係数を始めとする各種のパラメータがベルト車装置１６の動作、応答性および性能に影響を与える。摩擦結合面と回転軸との間の鋭角をかなり小さくすることによって、本発明による新規な設計はきわめて大きなクランプ作用力を確保できるとともに、主半径方向力によってより小さな軸方向力でトルク抵抗を確保できる。軸方向荷重が小さくなると、ハブ４０とナット６４との間のネジ接続が、より簡単に、かつ相対的なトルク反転に対する応答性がより高い状態で、機能停止することになる。オーバーランに必要な０ｉｎ−ｌｂ解放という目標に向けて最適化することは、上記パラメータの組み合わせを選択することによって実現できる。具体的な組み合わせに関する選択に影響を与える他のファクターには、摩耗、プライマリークラッチ作用、耐久性、コストなどである。
【符号の説明】
【００２５】
１２：クランクベルト車装置
１４：ファン/ウォータポンプベルト車装置
１６：オルタネータのベルト車装置
１８：パワーステアリングベルト車装置
２０：アイドラベルト車装置
２２：テンショナベルト車装置
３０：エンドレスベルト
４０：シャフト係合ハブ
４８：回転軸
５０：ベルト車部材
５８：ローラベアリング
６４：ナット
７２：環状ピボットブシュ
７８：入力シャフト
９０：ブレーキ部材
９１：ブレーキシュー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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