(57)【要約】【課題】  効率よく回転変動を吸収できるダンパ付きプーリを提供する。【解決手段】  ベルトを巻回可能な第１回転体１１と、この第１回転体１１に対し相対回転可能な第２回転体１２と、を備える。第１回転体１１と第２回転体１２との間には間隙部９（厚さ０．０５ミリメートル〜０．５ミリメートルとすることが好ましい）が形成され、この間隙部９に粘性流体Ｌが介在される。また、第１回転体１１と第２回転体１２との間には筒状のバネ収容室８が形成される。このバネ収容室８にはコイルスプリング１０が収容され、このコイルスプリング１０は、一端を第１回転体１１の内壁に固定し、他端を前記第２回転体１２の内壁に固定している。【選択図】  図１ 
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルトを巻回可能な第１回転体と、
前記第１回転体の内側で当該第１回転体に対し相対回転可能な第２回転体と、
前記第１回転体と前記第２回転体との間に形成される間隙部と、
この間隙部に介在される粘性流体と、
前記第１回転体と前記第２回転体との間に形成されるバネ収容室と、
前記バネ収容室に収容されるとともに、一端を前記第１回転体の内壁に固定し、他端を前記第２回転体の内壁に固定した、コイルスプリングと、
を有してなるダンパ付きプーリ。
【請求項２】
請求項１に記載のダンパ付きプーリであって、前記間隙部は厚さ０．０５ミリメートル以上０．５ミリメートル以下に形成されていることを特徴とするダンパ付きプーリ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のダンパ付きプーリであって、前記バネ収容室は前記間隙部の内側に備えられるとともに、当該バネ収容室と前記間隙部を連絡する連通路が備えられていることを特徴とするダンパ付きプーリ。
【請求項４】
請求項３に記載のダンパ付きプーリであって、前記粘性流体が前記間隙部のほか前記バネ収容室にも入れられていることを特徴とするダンパ付きプーリ。
【請求項５】
請求項１から請求項４までの何れか一項に記載のダンパ付きプーリであって、前記粘性流体がシリコーンオイルであることを特徴とするダンパ付きプーリ。
【請求項６】
請求項１から請求項５までの何れか一項に記載のダンパ付きプーリであって、前記粘性流体は２５℃において１０万センチストークス以上１２０万センチストークス以下の粘度を有していることを特徴とするダンパ付きプーリ。
【請求項７】
請求項１から請求項６までの何れか一項に記載のダンパ付きプーリであって、前記第１回転体及び第２回転体は前記バネ収容室側が開放される溝を有しており、この溝に前記コイルスプリングの端部が収容されていることを特徴とするダンパ付きプーリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダンパ機能を有するプーリの構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車のクランクシャフトとオルタネータとを連結する回転伝達系では、回転方向の増速、減速が頻繁に繰り返されるような回転変動が生じる。そしてオルタネータは発電軸の慣性モーメントが大きいために、当該発電軸にプーリを取り付けてベルトを介してエンジン動力を伝達して駆動する構成では、ベルト速度が上昇又は低下する際に駆動プーリとベルトとの間で滑りが生じやすく、ベルト鳴きが誘発され易い。また、エンジンの回転変動が発電軸に伝えられると、オルタネータの耐久性を低下させたり、発電効率に悪影響を与えるという問題がある。
【０００３】
そこで、上記のような回転伝達系に設置するのに好適なプーリとして、例えば特許文献１に開示されるダンパ付きプーリが知られている。この特許文献１のダンパ付きプーリは、互いに相対回転可能な第１の回転部材と第２の回転部材との間に、ゴム製の弾性部材と、回転変動に生じるせん断力の増大により粘性が増大する性質を有する粘性流体を介在させて構成している。この構成により、弾性部材の弾性限界以上の変形が粘性流体によって阻止され、弾性部材の損傷が防止されるとしている。
【０００４】
また、特許文献２に開示される構成では、外側環体と内側環体との間に一方向クラッチを内蔵させ、外側環体と内側環体との回転速度差に応じて一方向クラッチがフリー状態とロック状態とに切り換わる構成としている。そして、前記一方向クラッチがロックするときの両環体の動力伝達を遅延するために、動力伝達遅延手段としての環状のゴム材が介在される。こうすることで、一方向クラッチのロックに伴う衝撃が伝達されにくくなり、ベルトの滑りを抑制でき、ベルトの摩耗や発熱などの弊害を防止できるとしている。
【特許文献１】特開平８−２４０２４６号公報（図１、段落番号００１５、００１７、００２３）
【特許文献２】特開平１１−２８７３１１号公報（図１、段落番号００２５〜００２８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１のダンパ付きプーリは、第１の回転部材と第２の回転部材との間で許容される回転ズレ角度は、その弾性部材の弾性限界によって制限される。一方、弾性部材は環状のゴムで構成されているため、一般的にその弾性限界は小さい。従って、粘性流体による減衰効果を加味しても、回転変動の吸収のし易さという点では一層の改善の余地が残されていた。
【０００６】
また、上記特許文献２の構成についても、外側環体と内側環体との間で許容される回転ズレ角度は、環状のゴム材の弾性限界によって制限されることになる。従って、回転変動の吸収のし易さという点で、特許文献１と同様に改善の余地が残されていた。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【０００８】
本発明の観点によれば、以下のように構成する、ダンパ付きプーリが提供される。ベルトを巻回可能な第１回転体と、前記第１回転体の内側で当該前記第１回転体に対し相対回転可能な第２回転体と、前記第１回転体と前記第２回転体との間に形成される間隙部と、この間隙部に介在される粘性流体と、前記第１回転体と前記第２回転体との間に形成されるバネ収容室と、前記バネ収容室に収容されるとともに、一端を前記第１回転体の内壁に固定し、他端を前記第２回転体の内壁に固定した、コイルスプリングと、を有してなる。
【０００９】
これにより、間隙部内に薄い膜として存在する粘性流体が大きなせん断粘性抵抗を発揮し、回転変動を減衰できる（ダンパ効果）。また、２つの回転体を連結するコイルスプリングは、螺旋状の構造上、その許容ねじり角度を大きくできる。従って、第１回転体と第２回転体との間で許容できる回転ズレを大きくでき、粘性流体による前記ダンパ効果とあいまって回転変動を効率よく吸収できる。
【００１０】
前記のダンパ付きプーリにおいては、前記間隙部は厚さ０．０５ミリメートル以上０．５ミリメートル以下に形成されていることが好ましい。これによれば、２つの回転体の相対回転に対し間隙部内の粘性流体が適度なせん断粘性抵抗を発揮し、回転変動を適切に減衰できる。
【００１１】
前記のダンパ付きプーリにおいては、前記バネ収容室は前記間隙部の内側に備えられるとともに、当該バネ収容室と前記間隙部を連絡する連通路が備えられていることが好ましい。これによれば、バネ収容室あるいは連通路に、間隙部に対する粘性流体の補給室としての役割を兼ねさせることができ、構成をコンパクトにできる。また、プーリの回転時の遠心力を利用して、間隙部への粘性流体の供給を確実に行うことができる。
【００１２】
前記のダンパ付きプーリにおいては、前記粘性流体が前記間隙部のほか前記バネ収容室にも入れられていることが好ましい。これによれば、バネ収容室内の粘性流体にコイルスプリング等の部材の潤滑を行わせることができ、異音などの発生が防止される。
【００１３】
前記のダンパ付きプーリにおいては、前記粘性流体がシリコーンオイルであることが好ましい。この場合、温度が変化してもその粘度変化が小さく、安定してダンパ効果を発揮させることができる。
【００１４】
前記のダンパ付きプーリにおいては、前記粘性流体は２５℃において１０万センチストークス以上１２０万センチストークス以下の粘度を有していることが好ましい。これにより、粘性流体に適度なダンパ効果を発揮させ、回転変動を適切に吸収できる。
【００１５】
前記のダンパ付きプーリにおいては、前記第１回転体及び第２回転体は前記バネ収容室側が開放される溝を有しており、この溝に前記コイルスプリングの端部が収容されていることが好ましい。これにより、コイルスプリングを傾くことなく真っ直ぐ取り付けることが容易となる。この結果、回転変動発生時にコイルスプリングに加わる力の不均等が防止され、コイルスプリングを長寿命とできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の一実施形態に係るダンパ付きプーリの断面斜視図、図２はダンパ付きプーリを回転させたときの様子を示す断面図である。
【００１７】
図１及び図２に示すダンパ付きプーリ１は、自動車の図示しないオルタネータの発電軸上に設置されるものであり、エンジンの動力が図略のベルトを介して伝達されることにより回転される。ダンパ付きプーリ１は、その外周に前記ベルトを巻き掛けることが可能なプーリ体２を備えている。このプーリ体２は略円筒状に構成されているとともに、その軸方向一端の内部には筒状の第１バネ受け３が圧入により固定されている。
【００１８】
プーリ体２の軸方向他端側の内周には軸受４が配置されており、この軸受４により、第２バネ受け５がプーリ体２に対して相対回転自在に支持される。この第２バネ受け５はプーリ体２の内部に収納されるとともに、その軸方向一端にはプーリハブ６を圧入により固定している。
【００１９】
プーリハブ６は第１バネ受け３の内部にほぼ全体が収納されるとともに、第１バネ受け３に対して軸受７を介して回転自在に支持される。また、プーリハブ６の軸孔には、図示しないオルタネータの発電軸を固定できるようになっている。
【００２０】
プーリ体２と第１バネ受け３により第１回転体１１が、第２バネ受け５とプーリハブ６とにより第２回転体１２が、それぞれ構成されている。第２回転体１２は第１回転体１１の内側に配置されているとともに、第１回転体１１と第２回転体１２とは、２つの軸受４，７によって相対回転可能に構成されている。なお、第２バネ受け５及びプーリハブ６には、軸受４，７が外れないように固定するための止め部材１８，１９が、それぞれ圧入により固定されている。
【００２１】
前記第１バネ受け３は、第２バネ受け５側へ向かって延びる筒状の壁部３ｂを形成している。また、前記第２バネ受け５は鍔部５ａを有するとともに、この鍔部５ａの外端から第１バネ受け３側へ向かって延びる筒状の壁部５ｂを形成している。両壁部３ｂ，５ｂの内側には、筒状のバネ収容室８が形成されている。
【００２２】
また、第２バネ受け５とプーリ体２との間には間隙部９が画成されている。この間隙部９は、第２バネ受け５の壁部５ｂの外周面と前記プーリ体２の内周面との間にある薄肉円筒状部分と、第２バネ受け５の鍔部５ａと前記プーリ体２との間にある薄肉円板状部分とが連続した形状に構成されている。間隙部９の厚さは、０．０５ミリメートル〜０．５ミリメートルとすることが好ましい。なお、厚さが０．０５ミリメートル未満だと、後述する粘性流体の抵抗が大きくなりすぎ、回転変動を吸収しにくくなる。一方、０．５ミリメートルを上回ると、粘性流体の抵抗が小さくなりすぎて、回転変動を効率良く減衰させることができない。
【００２３】
第１バネ受け３と第２バネ受け５との間には、コイルスプリング１０が介在されている。このコイルスプリング１０は、プーリ１の回転軸線と軸線を一致させるようにして前記バネ収容室８の内部に配置されるとともに、一端を第１バネ受け３の内壁に、他端を第２バネ受け５の内壁に、それぞれ係止して固定している。この結果、第１回転体１１と第２回転体１２とは、コイルスプリング１０を介して弾性的に連結される。
【００２４】
なお、第１バネ受け３においては、前記バネ収容室８の軸方向端部において、前記コイルスプリング１０のバネ線の三方を囲むように且つバネ収容室８側を開放させるように収容溝１６が形成されている。また、第２バネ受け５においても、前記バネ収容室８の軸方向端部において、前記コイルスプリング１０のバネ線の三方を囲むように且つバネ収容室８側を開放させるように収容溝１７が形成されている。そしてコイルスプリング１０のバネ線の両端付近は、バネ受け３，５のそれぞれの収容溝１６，１７に収容されている。
【００２５】
第１バネ受け３の壁部３ｂの端面と第２バネ受け５の壁部５ｂの端面との間には適宜の隙間をあけており、この部分に連通路１４が形成されている。そして、この連通路１４によってバネ収容室８と間隙部９との間が相互に連絡されている。
【００２６】
前記間隙部９の内部には適宜の量の粘性流体Ｌが介在されている。この粘性流体Ｌとしては様々に考えられるが、例えばシリコーンオイルは、温度が変化してもその粘度変化が鉱油等に比べて小さい点で好ましい。また、２５℃における粘度が１０万〜１２０万センチストークスを示すもの、好ましくは５０万〜１２０万センチストークスを示すものが回転変動を好適に減衰できる。具体的には、ポリジメチルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、オレフィン変性シリコーン、アミノ変性シリコーン、カルボキシル変性シリコーン、αメチルスチレン変性シリコーン、ポリエリレングリコールやポリプロピレングリコールで変性したポリエーテル変性シリコーン等で変性したシロキサン結合を含有するものが考えられる。
【００２７】
なお、間隙部９の粘性流体Ｌの漏れを防止するために、プーリ体２と第２バネ受け５との間、及び第１バネ受け３とプーリハブ６との間には、リング状のシール材２１，２２が介在されている。
【００２８】
本実施形態のダンパ付きプーリ１は以上に説明したとおり、第１回転体１１と第２回転体１２との間に形成した間隙部９に高粘度の粘性流体Ｌが介在されている。従って、間隙部９内に粘性流体Ｌは薄い膜として存在し、回転変動が伝達されて第１回転体１１と第２回転体１２とが相対回転した場合、粘性流体Ｌは大きなせん断変形を受けることになる。これは、上記の相対回転に対し粘性流体Ｌが大きなせん断粘性抵抗を発揮して回転変動を減衰できることを意味する（ダンパ効果）。なお、間隙部９の厚さは、０．０５ミリメートル〜０．５ミリメートルとすることで、回転変動を適切に減衰できる。
【００２９】
また本実施形態では、第１回転体１１と第２回転体１２とを弾性的に連結する弾性体として、コイルスプリング１０が採用されている。即ち、軸方向に相互に対面する第１バネ受け３と第２バネ受け５との間に筒状のバネ収容室８を設け、このバネ収容室８内にコイルスプリング１０を設置して、一端を第１バネ受け３に、他端を第２バネ受け５に、それぞれ固定している。ここでコイルスプリング１０は、バネ線を螺旋状に巻くという構造上の理由で、その許容ねじり角度を環状のゴム等に比べて大とすることができる。従って、第１回転体１１と第２回転体１２との間で許容できる回転ズレを大きくでき、前述の粘性流体Ｌによるダンパ効果とあいまって回転変動を効率よく吸収することができる。
【００３０】
また本実施形態では、前記バネ収容室８は前記間隙部９の内側（プーリの中心側）に備えられており、バネ収容室８と間隙部９との間は連通路１４によって連絡されている。これにより、当該バネ収容室８や連通路１４に、間隙部９に対する粘性流体Ｌのリザーバ（補給室）としての役割を兼ねさせることができる。また、プーリ１の回転時には図２の矢印で示すように、粘性流体Ｌが遠心力によって外側の間隙部９に確実に供給され、回転変動を的確に減衰できる。
【００３１】
また本実施形態では、前記バネ受け３，５には、バネ収容室８側が開放される収容溝１６，１７が備えられており、この収容溝１６，１７に前記コイルスプリング１０の端部がそれぞれ収容されている。このようにコイルスプリング１０の端部を収容溝１６，１７に収容させて設けることで、コイルスプリング１０を傾いたりすることなく確実にまっすぐ安定させて設置できる。即ち、コイルスプリング１０が傾いて設置されていると、プーリ１に加わる回転変動によってコイルスプリング１０の一部分に過大な力が加わり易くなり、コイルスプリング１０が破損し易くなってしまう。この点、本実施形態ではコイルスプリング１０の取付け向きが斜めになることを収容溝１６，１７によって確実に回避できるから、プーリ１に加わる回転変動をバネ線全体で均等に受け止めることができ、コイルスプリング１０の寿命を延ばすことができる。
【００３２】
なお、図３に示すように、間隙部９のみならずバネ収容室８の内部に適量の粘性流体Ｌを注入した構成とすることもできる。この場合、バネ収容室８内の粘性流体Ｌによってコイルスプリング１０と第１バネ受け３、第２バネ受け５との当接面を潤滑することもでき、摩擦音などの異音の発生を防止できる。
【００３３】
本実施形態では間隙部９の形状は薄肉円筒状部分と薄肉円板状部分とを組み合わせた如くの形状としているが、これに限定されるものではなく、例えば薄肉円筒状部分のみとしたり、薄肉円板状部分のみとしたりして良い。また、間隙部をラビリンス構造などの複雑な構造に構成しても良い。
【００３４】
本実施形態ではバネ収容室８と間隙部９とを連通路１４を介して連絡して構成しているが、バネ収容室８と間隙部９とが連絡しない構成（バネ収容室８に粘性流体Ｌが存在しない構成）であっても良い。例えば、バネ収容室８とは別に補給室（リザーバ）を設け、その補給室と間隙部９とを適宜の通路を介して連絡する構成が考えられる。また、補給室を備えない構成も考えられる。このような構成でも、間隙部９の部分で膜状に介在される粘性流体Ｌによって大きなダンパ効果を得られる本発明の効果は失われない。
【００３５】
本実施形態ではオルタネータの発電軸にダンパ付きプーリ１を設けた場合を説明したが、それに限らず、例えば自動車のエアコンディショナのコンプレッサ軸に本発明のプーリを設置することが考えられる。また、動力出力側、例えばエンジンのクランクシャフトに当該プーリを設けても良い。この場合、クランクシャフトの回転が第２回転体１２からコイルスプリング１０を介して第１回転体１１へ伝達され、第１回転体１１のプーリ体２からベルトを介して動力が出力されることになる。また、車両機器以外にも本発明のダンパ付きプーリの適用は妨げられず、種々の回転伝達系にダンパ付きプーリを設置して使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態に係るダンパ付きプーリの断面斜視図。
【図２】ダンパ付きプーリを回転させたときの様子を示す断面図。
【図３】本発明の他の実施形態を示す断面図。
【符号の説明】
【００３７】
１  ダンパ付きプーリ
８  バネ収容室
９  間隙部
１０  コイルスプリング
１１  第１回転体
１２  第２回転体
１４  連通路
１６，１７  収容溝（溝）
Ｌ  粘性流体
【図１】
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【図２】
2006022884.tif 000004
【図３】
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