(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フリーホイールシステム及び振動減衰機能を有するデカップラであって、
プーリ（２）と、
前記プーリ（２）によって作動するシャフト（７）と、
第１ハブピース（４）及び第２ハブピース（６）を有するハブ（３０）であり、前記プーリ（２）のインナーレースと前記シャフト（７）の外面との間に連結した該ハブ（３０）と、
前記シャフト（７）と前記プーリ（２）との間の少なくとも１個の軸支素子と、
トーションばね（３）と、
クラッチばね（５）と、を備えるデカップラにおいて、
前記第１ハブピース（４）は前記シャフト（７）に対してねじれを防止するよう連結し、また前記第２ハブピース（６）は前記シャフト（７）の周りに、前記シャフト（７）に対して相対回転できるよう取付け、
前記トーションばね（３）は、前記ハブ（３０）のアウターレースと前記プーリ（２）のインナーレースとの間に配置し、前記プーリ（２）に対して作用できるよう連結可能な第１端部、及び前記第２ハブピース（６）に対して作用できるよう連結可能な第２端部を有し、また
前記クラッチばね（５）は、前記トーションばねの内側に配置し、またトルクを前記シャフト（７）に伝達するよう、前記第１ハブピース（４）及び前記第２ハブピース（６）を摩擦によって連結可能とし、
前記第２ハブピース（６）は、前記プーリ（２）のインナーレースまで半径方向に延在する半径方向壁（６４）を有し、
前記シャフト（７）に対して締まり嵌めによって取付けて、前記プーリ（２）に向けて半径方向に延在するワッシャ（９）であって、前記第２ハブピース（６）の半径方向壁（６４）の面に接触するよう配置する、該ワッシャ（９）を備え、
前記ワッシャ（９）の前記半径方向壁（６４）に接触する面に肩部（９１）を設け、前記半径方向壁（６４）の前記ワッシャ（９）に接触する面に肩部（１０１）を設け、
前記半径方向壁（６４）及び前記ワッシャ（９）は、前記ワッシャ（９）の肩部（９１）が前記半径方向壁（６４）の肩部（１０１）に対して角度的にずれるよう配置し、これにより、前記第２ハブピース（６）に過負荷が加わるとき、前記ワッシャ（９）の肩部（９１）が回転し、前記半径方向壁（６４）の肩部（１０１）にオーバーラップして、前記第２ハブピース（６）を前記第１ハブピース（４）に向けて移動させ、前記第１及び第２のハブピース（４，６）相互間の衝合によって前記第１及び第２のハブピース（４，６）がロックされる、ことを特徴とするデカップラ。
【請求項２】
請求項１記載のデカップラにおいて、前記第１及び第２のハブピース（４，６）は、両ハブピース間にギャップが存在するよう配置する、デカップラ。
【請求項３】
請求項１又は２記載のデカップラにおいて、前記クラッチばね（５）は、前記シャフト（７）の外面と前記ハブ（３０）におけるハブピースのインナーレースとの間に配置して、前記ハブ（３０）におけるハブピースのインナーレースに対して摩擦係合する、デカップラ。
【請求項４】
請求項１〜３のうちいずれか一項記載のデカップラにおいて、前記プーリ（２）は、スチール、アルミニウム又はポリマーの材料で形成することができる、デカップラ。
【請求項５】
請求項１〜４のうちいずれか一項記載のデカップラにおいて、前記シャフト（７）は、前記第１ハブピース（４）の小径部分（４１）を取付ける第１端部領域（７１）と、軸支素子を締まり嵌めによって取付ける第２端部領域（７３）と、前記第１端部領域（７１）及び前記第２端部領域（７３）よりも小さい外径の中央領域（７２）とを有し、
前記第１ハブピース（４）の小径部分（４１）の内径は、該第１ハブピース（４）の大径部分（４２）の内径よりも小さい、デカップラ。
【請求項６】
請求項１〜５のうちいずれか一項記載のデカップラにおいて、前記少なくとも１個の軸支素子は、前記プーリ（２）及び前記第１ハブピース（４）に連結する、デカップラ。
【請求項７】
請求項１〜６のうちいずれか一項記載のデカップラにおいて、前記少なくとも１個の軸支素子は、前記プーリ（２）と前記シャフト（７）との間に連結し、前記プーリ（２）と前記シャフト（７）との間で相対回転を可能にする、デカップラ。
【請求項８】
請求項６又は７のいずれか一項記載のデカップラにおいて、前記少なくとも１個の軸支素子は、軸受（８）、ブッシュ（１）、及び軸受リング（８０）のうち少なくとも１つにより構成する、デカップラ。
【請求項９】
請求項１〜８のうちいずれか一項記載のデカップラにおいて、前記プーリ（２）のインナーレースは、前記プーリ（２）の回転運動があるとき前記トーションばね（３）の前記第１端部に連結する止め部を有する、デカップラ。
【請求項１０】
請求項１〜９のうちいずれか一項記載のデカップラにおいて、前記プーリ（２）は、前記ハブ（３０）におけるハブピースに向かって半径方向に延在する内径部分（２１）と、トーションばね（３）を配置するハウジング空所（３１）を形成する拡大内径の中央部分（２２）とを有し、前記内径部分（２１）の内径は前記中央部分（２２）の内径よりも小さく、前記空所の一方の側面を、前記プーリの前記内径部分（２１）と前記中央部分（２２）との間の遷移部によって形成されるグリース格納壁（２３）によって閉鎖し、軸線方向反対側の側面は前記第２ハブピース（６）によって制限する、デカップラ。
【請求項１１】
請求項１〜８のうちいずれか一項記載のデカップラにおいて、前記プーリ（２）のインナーレースに連結した軸受リング（８０）と、前記第１ハブピース（４）と前記軸受リング（８０）との間に取付けたブッシュ（１）とを備え、前記軸受リング（８０）は止め部を有し、該止め部は、プーリ（２）と、前記軸受リング（８０）及び前記第２ハブピース（６）によって軸線方向が制限されるハウジング空所（３１）内に配置したトーションばねとの相対回転がある場合に前記トーションばね（３）の第１端部に係合する、デカップラ。
【請求項１２】
請求項１〜１１のうちいずれか一項記載のデカップラにおいて、前記ハブ（３０）のアウターレースは、前記プーリ（２）の回転運動がある場合に前記トーションばね（３）の第２端部に係合する止め部を有する、デカップラ。
【請求項１３】
請求項１０又は１１記載のデカップラにおいて、前記ハウジング空所（３１）は、弛緩した状態にあるトーションばね（３）の軸線方向長さ（Ｌ０）よりも短い軸線方向長さ（Ｌ１）を有する、デカップラ。
【請求項１４】
請求項１３記載のデカップラにおいて、前記ハウジング空所（３１）内に配置したトーションばね（３）は、前記第２ハブピース（６）に対して軸線方向力（Ｆ１）を加え、前記第２ハブピース（６）は、前記プーリ（２）に対する前記第２ハブピース（６）の相対回転がある場合に少なくとも軸支素子に対して摩擦力（Ｆａｔ）を加える、デカップラ。
【請求項１５】
請求項１〜１４のうちいずれか一項記載のデカップラにおいて、
・前記第２ハブピース（６）は、第１部分（６１）及び第２部分（６２）を有し、前記第１部分（６１）の内径は、前記第２部分（６２）の内径よりも大きく、前記第１部分（６１）と前記第２部分（６２）との間に空所を形成し、
・前記第１ハブピース（４）は、前記シャフト（７）に対して締まり嵌めによって取付ける小径部分（４１）及び大径部分（４２）を有し、前記小径部分（４１）の内径は、大径部分（４２）の内径よりも小さく、前記小径部分（４１）と前記大径部分（４２）との間に空所を形成し、
・前記第２ハブピース（６）内に形成した前記空所は、前記第１ハブピース（４）に形成した空所に隣接配置し、また
・前記第２ハブピース（６）及び前記第１ハブピース（４）における前記空所内に前記クラッチばね（５）を収容する、デカップラ。
【請求項１６】
請求項１〜１５のうちいずれか一項記載のデカップラにおいて、前記第１ハブピース（４）及び前記第２ハブピース（６）のそれぞれは、２つのハブピース（４，６）を相互連結する連結手段を設けた内方端部（４５，６５）を有する、デカップラ。
【請求項１７】
請求項１〜１６のうちいずれか一項記載のデカップラにおいて、少なくとも１個のシール部材を前記第１ハブピース（４）と前記第２ハブピース（６）との間における係合部に配置する、デカップラ。
【請求項１８】
請求項１記載のデカップラにおいて、前記ワッシャ（９）の肩部（９１）及び前記半径方向壁（６４）の肩部（１０１）のそれぞれは、前記第２ハブピース（６）と前記第１ハブピース（４）と間のクリアランスに等しいサイズの厚さ（「ｅ」）を有する、デカップラ。
【請求項１９】
請求項１〜１８のうちいずれか一項記載のデカップラにおいて、前記プーリ（２）のインナーレースは、前記第２ハブピース（６）の前記半径方向壁（６４）及びワッシャ（９）に接触する領域で窪み（２６）を有し、該窪みは、前記半径方向壁（６４）に接触できる内部止め部を有し、該内部止め部は、前記肩部（９１）が前記肩部（１０１）にオーバーラップするときのみ、前記第２ハブピース（６）の前記プーリ（２）に対する相対回転を阻止するロックを生ずることができる、デカップラ。
【請求項２０】
請求項１又は２記載のデカップラにおいて、前記クラッチばね（５）は、前記ハブ（３０）のアウターレースと前記トーションばね（３）の内面との間に配置して、前記ハブ（３０）におけるハブピースのアウターレースに対して摩擦係合する、デカップラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗り物におけるオルタネータのような機械的連結部に適用できるフリーホイール機能及び振動減衰機構を有するデカップラシステムに関する。本発明によるデカップラ機構は、フェールセーフシステムを有し、また簡単にワンウェイクラッチとして動作するよう構成することができる。
【背景技術】
【０００２】
フリーホイールシステムを有するオーバーランニング式オルタネータのデカップラ（ＯＡＤｓ：overrunning alternator decouplers）は幾つかのタイプの駆動連結部に使用され、とりわけ自動車における電気オルタネータのような駆動連結部に使用され、駆動軸からの動力を被駆動軸に伝達することができ、この伝達は、被駆動軸が駆動軸よりも速い速度で、又は異なる回転方向に回転できるようにする。これらの状況において、デカップラは、２つの軸が互いに独立的に回転できるフリーホイールシステムを設けることにより、駆動軸と被駆動軸との間でオーバーランニングができる。さらに、デカップラによれば、内燃機関における付属ベルトシステムの固有振動周波数を変化させ、システム全体の騒音及び振動を減少し、またベルトテンショナーのような幾つかの重要なコンポーネントにおける耐用寿命を延ばすことができる。
【０００３】
トルクを軸に伝達するためベルトによって駆動されるプーリを使用する幾つかのトルク伝達連結器において、クラッチばね又はラップばねをプーリ内に配置し、プーリのインナーレースに直接的に接触させる。心軸ハブ又は被駆動軸をクラッチばねの内側に配置し、クラッチばねがトルク伝達機能を行うようにする。いずれにしても、クラッチばねとプーリの内面との間の摩擦接触は、駆動軸を被駆動軸に連結するのに必要である。この摩擦はハイレベルな圧縮力を含み、またクラッチのコンポーネントに対して、とくにプーリに対して大きな摩耗を引き起こす。高応力を支持しかつシステムの耐久性を容認できるものにするため、プーリ及びとくに、プーリのインナーレースは、極めて耐久性のある材料、例えばスチールで形成しなければならず、また好適には、その強度を増すために熱処理を施さなければならない。これらの要件は、デカップラの重量及びコストを増大させ、より複雑な製造プロセスを必要とする。
【０００４】
さらに、デカップラ機構は、トーションばね又は他の等価手段を備え、（上述したような）固有振動周波数を相当変化させ、また改善した動力伝達性能を確保できるようにする。代表的には、このトーションばねは、クラッチばねの内側でクラッチばねと、軸又は心軸ハブとの間に配置する。振動減衰効果を得るため、トーションばねはデカップラの他のコンポーネントに接触摩擦を生じないようにする必要がある。しかし、ばねを大きくすればするほど、用途に必要なトルクレベルのための強度が強くなる。しかし、トーションばねの寸法はクラッチばねの減少した内側空間によって制限される。
【０００５】
例えば、特許文献１（国際公開第２０１２／０６１９３６号）は、軸（例えば、オルタネータシャフトのための）と、エンジンにおける動力伝達素子（例えば、付属駆動ベルト）との間に配置可能なデカップラについて記載している。デカップラは、プーリに取付けて動力伝達部材に係合する軸ハブと、軸ハブとシャフトとの間を離隔させるばねとを有する。デカップラは、軸ハブとプーリにプリセットした値の減衰機能を生ずる。この特許文献１は、プーリの内面における軌道に接触して摩擦係合するクラッチばねについて記載し、トーションばねをクラッチばねの内側に配置して振動減衰を行うようにしている。
【０００６】
例えば、特許文献２（国際公開第２０１２／０６１９３０号）は、軸とシャフトを駆動するのに使用する素子との間に使用するデカップラ組立体に言及している。このデカップラは、プーリ、ハブ、及びコイル状トーションばねを有する。このばねの２つの端部は、プーリ及びハブに少なくとも間接的に係合可能とし、これらプーリとハブとの間にトルク伝達を生ずるようにしている。ばねの少なくとも一方の端部は係合構造（プーリ又はハブのうちのいずれかにおける）に係合し、この係合構造は螺旋状の軸線方向肩部及び駆動壁を有する。ばねは駆動壁を介してトルクを一方向に伝達するが（例えば、プーリがハブより速く回転するとき）、ばねの端部は駆動壁に固定的に取付けていない。この特許文献２の発明は、フリーホイール機能及び振動防止減衰機能の同時に行うことはできず、また従来技術における他のいかなる発明も、軽量材料のプーリ本体を使用してこれら２つの機能を同時に行うことができない。
【０００７】
上述の特許文献１，２のような従来技術のデカップラで見られる他の欠点は、デカップラが動作するときに発生する遠心力に起因して、クラッチばね、トーションばね及び他の部品を潤滑するのに使用するグリースが漏洩することである。特許文献１，２に記載の従来のデカップラに見られるように、軸ハブ又は軸受は、通常プーリのインナーレースであって、まさに遠心力によってグリースが飛ばされる領域に直接的に接触する。軸ハブとプーリとの間のこの接触ゾーンは完全に無漏洩となってはいない。これら部品間の漏洩を減少するのにシールを使用することができるが、シールを組込むことは、デカップラ組立体にコンポーネントを追加することを意味し、このことは構造の複雑さ及びそのコストを増大させる。さらに、ばねはデカップラハウジング内部に完全に隔絶されず、このこともグリースの漏洩に関与する。
【０００８】
さらに、従来のフェールセーフ設計にしたＯＡＤでは、トーションばねの故障又は破損を生じた場合にある期間にわたり動作し続けることができる実例はない。従来型デカップラのすべての実例では、トーションばねが破損するとき、プーリはすべての機能を喪失し、トルクを被駆動シャフトに伝達できなくなる。デカップラの用途が自動車のオルタネータである場合、車両はバッテリが稼働する限りにおいてのみ動作し、オルタネータはもはや電気エネルギーを供給しないためバッテリ放電に起因して完全に停止することになる。フェールセーフ機構によれば、デカップラは、損傷したプーリを交換できるまでの少なくともある期間にわたり、堅牢なプーリであるかのように動作し続けることができる。
【０００９】
最後に、一体化フリーホイールシステムを有するデカップラは、簡単なシステム適応による振動吸収システムのないワンウェイクラッチ（ＯＷＣ：one-way clutch）のように単にフリーホイールとしてしか動作できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開第２０１２／０６１９３６号明細書
【特許文献２】国際公開第２０１２／０６１９３０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の第１の目的は、フリーホイール機能及び振動減衰機能の双方を行い、プーリをより低い強度の材料で表面処理せずに形成することができ、低コスと、良好な耐久性を有するデカップラを得るにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、より大きな直径のトーションばねであり、システムで利用可能な同一空間内でより高いトルク能力が得られ、これにより過負荷を受けた場合にトーションばねが故障又は破損する可能性を減少できるデカップラを得るにある。この利点は、トルクを制限しかつトーションばねに対する張力を減少する追加コンポーネントを用いることなくトーションばねにより高いトルクを加えることができるという点である。
【００１３】
本発明の他の目的は、防水性を有し、また遠心力によるグリース漏洩を減少することができる簡単な構造のデカップラを得るにある。
【００１４】
さらに本発明の目的は、フェールセーフ機構を有し、トーションばね又はクラッチばねが故障又は破損した場合であっても、確実にトルクを伝達し続けて組立体が動作を継続できるデカップラを得るにある。
【００１５】
最後に、本発明の目的は、組立体の簡単な構造変更により、分離したＯＡＤ並びに一方向クラッチとして動作できるデカップラを得るにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の目的は、フリーホイールシステム及び振動減衰機能を有するデカップラによって達成され、このデカップラは、プーリと、前記プーリによって作動可能なシャフトと、第１ハブピース及び第２ハブピースを有する軸ハブであり、前記プーリのインナーレースと前記シャフトの外面との間に連結した該ハブと、前記シャフトと前記プーリとの間における少なくとも１個の軸支素子と、トーションばねと、クラッチばねとを備え、前記第１ハブピースは前記シャフトに対してねじれを防止するよう連結し、また前記第２ハブピースは前記シャフトの周りに、前記シャフトに対して相対回転できるよう取付け、前記トーションばねは、前記ハブのアウターレースと前記プーリのインナーレースとの間に配置し、前記プーリに対して作用できるよう連結可能な第１端部、及び前記第２ハブピースに対して作用できるよう連結可能な第２端部を有し、また前記クラッチばねは、前記トーションばねの内側に配置し、またトルクを前記シャフトに伝達するよう前記ハブに対して摩擦によって連結可能とする。
【００１７】
一実施形態において、前記第２ハブピースは、前記プーリのインナーレースまで半径方向に延在する半径方向壁を有し、また前記第１及び第２のハブピースは、両ハブピース間にギャップが存在するよう配置することができる。
【００１８】
前記クラッチばねは、前記シャフトの外面と前記軸ハブにおける内面との間に配置して、前記ハブピースの内面に対して摩擦係合する、又は前記軸ハブの外面と前記トーションばねの内面との間に配置して、前記軸ハブの外面に対して摩擦係合するよう配置することができる。
【００１９】
好適には、前記シャフトは、前記第１ハブピースのより小さい内径部分に衝合する第１端部領域と、軸受素子を締まり嵌めによって衝合する第２端部領域と、前記第１端部領域及び第２端部領域よりも小さい外径の中央領域とを有する。
【００２０】
好適には、前記少なくとも１個の軸受素子は、前記プーリ及び前記第１ハブピースに連結する。前記少なくとも１個の軸受素子は、前記プーリと前記シャフトとの間に連結し、前記プーリ前記シャフトとの間で相対回転を可能にする。前記軸受素子は、ころ軸受、軸受ブッシュ、及び軸受リングのうち少なくとも１つにより構成する。
【００２１】
前記プーリのインナーレースは、前記トーションばねの前記第１端部に衝合する止め部を有することができ、また前記プーリのアウターレースは、前記プーリが回転運動するとき前記トーションばねの前記第１端部に衝合する止め部を有することができる。
【００２２】
代案として、前記プーリは、前記軸ハブに向かって半径方向に延在するより小さい内径の第１部分と、トーションばねをセットするハウジング空所の側面を形成するより大きい内径の中央部分とを有し、前記空所の前記側面を、前記プーリの前記より小さい内径部分とより大きい内径部分との間の遷移部によって形成されるグリース格納壁によって閉鎖し、軸線方向反対側の側面は前記第２ハブピースによって制限する。
【００２３】
代案として、デカップラは、前記プーリのインナーレースに取付けた軸受リングと、前記第１ハブピースと前記軸受リングとの間に取付けた軸受ブッシュとを備え、前記軸受リングは、プーリが回転運動しているとき前記トーションばねの第１端部に衝合する止め部を有し、トーションばねは、前記軸受リングによって軸線方向が制限され、また第２ハブピースによって制限されるハウジング空所内に配置する。
【００２４】
好適には、前記ハウジング空所は、トーションばねの軸線方向長さよりも短い軸線方向長さを有し、これにより、前記ハウジング空所内に配置したトーションばねは、前記第２ハブピースに対して軸線方向力Ｆ１を加え、前記第２ハブピースは、前記プーリに対して前記第２ハブピースが相対回転するとき、少なくとも軸受素子に対して摩擦力Ｆａｔを加える。
【００２５】
代案として、前記第２ハブピースは、より大きい内径の部分及びより小さい内径の部分を有し、前記より大きい内径の部分と前記より小さい内径の部分との間に空所を生じ、前記第１ハブピースは、前記シャフトに対して締まり嵌めによって嵌合するより小さい内径の部分及びより大きい内径の部分を有し、前記より小さい内径の部分と前記より大きい内径の部分との間に空所を形成し、前記第２ハブピース内に生じた前記空所は、前記第１ハブピースに生じた空所に隣接配置し、また前記第２ハブピース及び前記第１ハブピースにおける空所内にクラッチばねをセットする。
【００２６】
前記第１ハブピース及び前記第２ハブピースのそれぞれは、２つのハブピースを相互連結する連結手段を設けた内方端部を有する。随意的に、１個のシール部材を前記第１ハブピースと前記第２ハブピースとの間におけるギャップに配置する。
【００２７】
デカップラは、前記シャフトに対して締まり嵌めによって取付けて、前記プーリに向けて半径方向に延在するワッシャであって、前記第２ハブピースの半径方向壁の面に接触するよう配置する、該ワッシャを備え、前記ワッシャの前記壁に接触する面に肩部を設け、前記壁の前記ワッシャに接触する面に肩部を設け、前記壁及び前記ワッシャは、前記ワッシャの肩部が前記壁の肩部に対して角度的にずれるよう配置し、これにより、前記第２ハブピースに過負荷が加わるとき、前記ワッシャの肩部が回転し、前記壁の肩部にオーバーラップして、前記第２ハブピースを前記第１ハブピースに向けて移動させ、前記第１及び第２のハブピース相互間の衝合によって前記第１及び第２のハブピースがロックされる。前記ワッシャの肩部及び前記壁の肩部のそれぞれは、前記第２ハブピースと前記第１ハブピースと間のクリアランスに等しいサイズの厚さを有する。前記プーリのインナーレースは、前記第２ハブピースの前記半径方向壁及びワッシャに接触する領域で窪みを有し、該窪みは、前記半径方向壁に接触できる内部止め部を有し、該内部止め部は、前記肩部が前記肩部にオーバーラップするときのみ、前記第２ハブピースの前記プーリに対する相対回転を阻止するロックを生ずることができる。
【００２８】
前記プーリは、スチール、アルミニウム又はポリマーの材料で形成することができる。
【００２９】
本発明の目的は、フリーホイールシステムを有するワンウェイクラッチによっても達成することができ、このワンウェイクラッチは、プーリと、前記プーリによって作動可能なシャフトと、前記プーリのインナーレースと前記シャフトの外面との間に取付けたハブと、前記シャフトと前記プーリとの間における少なくとも１個の軸支素子と、トルクを前記シャフトに伝達するよう前記ハブに摩擦係合するクラッチばねとを備え、前記ハブは、前記シャフトに対してねじれを防止するよう連結した第１ハブピース、及び前記シャフトの周りに回転できるよう取付けた第２ハブピースを有するハブピースとし、前記第１及び第２のハブピースは、両者間にギャップが存在するよう配置し、前記ワンウェイクラッチは、さらに、前記第２ハブピースと前記プーリとの間の連結手段を有し、該連結手段は、前記プーリが一方向に回転するとき前記プーリを前記第２ハブピースにトルク伝達するよう連結する。
【００３０】
前記第２ハブピースは、前記プーリのインナーレースまで半径方向に延在する半径方向壁を有し、また前記プーリのインナーレースは前記半径方向壁（６４）に接触する内部止め部を有し、該内部止め部により、前記プーリが一方向に回転するときに前記第２ハブピースの前記プーリに対する相対回転を阻止するロックを生ずるようにする。
【００３１】
本発明の目的は、フリーホイールシステムを有するデカップラによっても達成することができ、このデカップラは、プーリと、前記プーリによって作動可能なシャフト、第１ハブピース及び第２ハブピースを有するハブであり、前記ハブのハブピースは、前記プーリのインナーレースと前記シャフトの外面との間に連結した、該ハブと、前記シャフトと前記プーリとの間における少なくとも１個の軸支素子と、トルクを前記シャフトに伝達するよう前記ハブにおけるハブピースに摩擦によって取付け可能なクラッチばねとを備え、前記ハブは、前記シャフトに対してねじれを防止するよう連結した第１ハブピース、及び前記シャフトの周りに回転可能に取付けた第２ハブピースを有し、前記第２ハブピースは前記プーリのインナーレースまで半径方向に延在する半径方向壁を有し、また前記第１及び第２のハブピースは、両ハブピース間にギャップが存在するよう配置し、前記デカップラは、さらに、前記シャフトに対して締まり嵌めによって取付けて、前記プーリに向けて半径方向に延在する止めワッシャであって、前記第２ハブピースの半径方向壁の一方の面に接触するよう配置する、該止めワッシャを備え、前記ワッシャの前記壁に接触する面に肩部を設け、前記壁の前記ワッシャに接触する面に肩部（１０１）を設け、前記壁及び前記ワッシャは、前記ワッシャの肩部が前記壁の肩部に対して角度的にずれるよう配置し、これにより、前記第２ハブピースに過負荷が加わるとき、前記ワッシャの肩部が前記壁の肩部にオーバーラップして、前記第２ハブピースを前記第１ハブピースに向けてシフトさせ、前記第１及び第２のハブピース相互間の衝合によって前記第１及び第２のハブピースがロックされる。
【００３２】
好適には、前記ワッシャの肩部及び前記壁の肩部は、前記第２ハブピースと前記第１ハブピースとの間のクリアランスに等しいサイズの厚さを有する。前記プーリのインナーレースは、前記第２ハブピースの前記半径方向壁及びワッシャに接触する領域で窪みを有し、該窪みは、前記半径方向壁に接触できる内部止め部を有し、該内部止め部は、前記肩部が前記肩部にオーバーラップするときのみ、前記第２ハブピース前記プーリに対する相対回転を阻止するロックを生ずることができる。
【００３３】
以下に、本発明を添付図面に提示される実施形態につきより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１Ａ】本発明の第１実施形態によるデカップラのコンポーネントの分解斜視図である。
【図１Ｂ】本発明の第２実施形態によるデカップラのコンポーネントの分解斜視図である。
【図２Ａ】図１Ａに示すデカップラの組み立てた状態における断面図である。
【図２Ｂ】図１Ｂに示すデカップラの組み立てた状態における断面図である。
【図３】本発明によるデカップラの内部構成を概略的に示すブロック図である。
【図４Ａ】本発明による第１ハブコンポーネントと第２ハブコンポーネントとの間のクリアランスを減少してワンウェイクラッチのサブシステム内部からのグリース漏洩を防止する方法を示す断面図である。
【図４Ｂ】本発明による第１ハブコンポーネントと第２ハブコンポーネントとの間のクリアランスを減少してワンウェイクラッチのサブシステム内部からのグリース漏洩を防止する方法を示す断面図である。
【図４Ｃ】本発明による第１ハブコンポーネントと第２ハブコンポーネントとの間のクリアランスを減少してワンウェイクラッチのサブシステム内部からのグリース漏洩を防止する方法を示す断面図である。
【図５】デカップラのトーションばね及びクラッチシステムのフェールセーフ機構であって、第１ハブピース、第２ハブピース及び止めワッシャ間における通常動作条件の連結状態を示す断面図である。
【図６】デカップラのトーションばね及びクラッチシステムのフェールセーフ機構であって、第１ハブピース、第２ハブピース及び止めワッシャ間におけるフェールセーフモードで動作する連結状態を示す断面図である。
【図７Ａ】通常及びフェールセーフモードにおける第２ハブピースと止めワッシャとの間の連結状態の詳細な断面図である。
【図７Ｂ】通常及びフェールセーフモードにおける第２ハブピースと止めワッシャとの間の連結状態の詳細な断面図である。
【図８】フェールセーフモードで動作するためハブ肩部を有する第２ハブピースの壁面を示す。
【図９】フェールセーフモードで動作するため第２ハブピースの壁に接触する止めワッシャの面を示す。ハブ肩部を有する第２ハブピースの壁面を示す。
【図１０Ａ】通常動作モードにあるプーリに対する第２ハブピース及び止めプレートの構成であって、プーリと第２ハブピースとの間におけるロック状態を示す断面図である。
【図１０Ｂ】フェールセーフモードにあるプーリに対する第２ハブピース及び止めプレートの構成であって、プーリと第２ハブピースとの間におけるロック状態を示す断面図である。
【図１１Ａ】図１Ａの実施形態によるデカップラであって、ワンウェイクラッチを示すがトーションばねのない状態の断面図である。
【図１１Ｂ】図１Ｂの実施形態によるデカップラであって、ワンウェイクラッチを示すがトーションばねのない状態の断面図である。
【図１２】図１Ｂの実施形態によるデカップラであって、トーションばねによって軸ハブに加わる力、並びにトーションばねがハウジング空所に嵌合することに起因して軸ハブによって軸受及びプーリに加わる力を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
本発明は、図１〜１１に示すフリーホイールシステム及び振動減衰機構を有するデカップラに関し、このデカップラは様々なタイプの機械的デバイス、例えば、自動車におけるプーリとオルタネータとの間における連結部に使用することができる。
【００３６】
図１Ａ及び２Ａに最も明瞭に示すように、デカップラは、被駆動シャフト７、被駆動シャフト７の周りに配置する軸ハブ３０、シャフトを駆動するよう軸ハブ３の外側に配置するプーリ２、シャフト７とプーリ２との間で軸支及び心出しする少なくとも１個の機械的素子、トーションばね３、及びクラッチばね５を備える。トーションばね３は、軸ハブ３０のアウターレースとプーリ２のインナーレースとの間に配置し、第１端部はプーリ２に作用できるよう取付け可能とし、第２端部は軸ハブ３０に作用できるよう取付け可能にする。
【００３７】
クラッチばね５は、トーションばね３の半径方向内方に配置し、またシャフト７にトルクを伝達するよう軸ハブ３０に摩擦により取付け可能とする。図面に示す本発明の実施形態において、クラッチばね５はシャフト７の外面と軸ハブ３０の内面との間に配置し、軸ハブ３０の内面に摩擦作用で取付け可能になるようにする。しかし、図示しない本発明の他の好適な実施形態によれば、クラッチばね５は軸ハブ３０の外面とトーションばね３の内面との間に配置し、軸ハブ３０の外面に対して摩擦作用で取付け可能になるようにすることができる。
【００３８】
図３はデカップラの機能的コンポーネントをブロック図で示す本発明の概略図であり、最も外側のコンポーネントである付属駆動ベルトを左側に示し、また順次に内側に連結されていくコンポーネントを右側に向かって示し、最も内側の素子である被駆動シャフトで終端し、この被駆動シャフトはオルタネータに連結することができる。図３は、内側にトーションばね３を有するベルト駆動プーリを備える従来技術のデカップラとどのように本発明が違うかを明示する。トーションばねの内側には、軸ハブ３０及びクラッチばねを有するワンウェイクラッチ組立体を配置し、このワンウェイクラッチ組立体のインナーレースが被駆動シャフトに係合するトルク伝達係合を行う。さらに、このデカップラは、シャフト７とプーリ２との間の相対回転を可能にする少なくとも１個の軸支（ジャーナル）素子を有する。好適には、この軸支素子は、シャフトと駆動プーリとの間に配置される軸受８及びブッシュ１とする。これら部品、レイアウト及びそれらの構成を以下に図１〜１１につきより詳細に説明する。
【００３９】
プーリ２は、シャフト７に伝達する入力トルクを供給するコンポーネントであって、これによりプーリの回転運動がシャフトを回転させる。本発明の好適な実施形態において、シャフト７はプーリによって駆動されるオルタネータのシャフトである。プーリ２及びシャフト７は回転可能に連結し、ただしデカップラ動作の観点では、ともに連結した状態にあるときシャフトはプーリと一緒に回転し、また離脱した状態にあるときシャフトはプーリとは異なりプーリよりも速い速度で回転（「オーバーランニング」）する、又はプーリとは異なる方向にさえも回転することができる。プーリ２は、モータの他のコンポーネントに連結した駆動ベルト（図示せず）に係合する溝を設けた外面を有し、ベルトがプーリ２の回転運動を行わせる。
【００４０】
図２Ａからより明瞭に分かる本発明の好適な実施形態において、プーリ２は、より大きい半径方向厚さを持ち、したがって、より小さい内径を持つ部分２１を有して、この内径は第１ハブピース４に向かって半径方向内方に突出する。このより小さい内径がなくてもプーリは依然として機能することに留意されたい。ブッシュ１をプーリ２の部分２１と第１ハブピース４の外面との間に配置する。ブッシュ１はシャフト７、第１ハブピース４及びプーリ２相互間の軸支及び心出しに関与し、したがって、シャフト７とプーリ２との間の回転運動を可能にする。
【００４１】
プーリ２は、さらに、部分２１よりも内径が大きい中央部分２２を持つことに特徴があり、したがって、内部にトーションばね３を配置する内側ハウジングキャビティ３１の側面を形成する。ばね３のハウジングキャビティ３１における反対側の側面は第２ハブピース６によって軸線方向を制限する。プーリ２のより小さい内径の部分２１とより大きい内径の中央部分２２との間における遷移領域には、トーションばねのハウジングキャビティ３１のこの側面を閉鎖し、トーションばね３を潤滑するのに使用するグリース漏洩を封じ込める格納壁を形成する。グリース封じ込めは、デカップラが動作するとき、コンポーネントの回転によりグリースをデカップラから押出そうとする遠心力を発生するという事実に起因して必要である。プーリの中央部分２２の一方の端部にバリヤを形成する格納壁２３の位置に起因して、グリースはトーションばね３を包囲する容積部内に封じ込められる。
【００４２】
プーリ２の内面は、プーリが回転するときトーションばね３の第１端部が接触してトルクをトーションばね３に伝達する止め部（図示せず）を有する。このようにして、トーションばね３の第２端部は第２ハブピース６に作用するよう連結するので、プーリ２は回転トルクをトーションばね３に伝達し、このトーションばね３がこのトルクを第２ハブピース６に、次いでシャフト７に伝達するものであり、このことを後で説明する。
【００４３】
プーリ２とトーションばね３との間のトルク伝達は、トルクをばね３の第１端部に加える止め部によって行うので、トーションばねとプーリとの間の摩擦係合は不要である。したがって、プーリ２の中央部分２２の内面は高い硬度及び強度にする必要はない。この結果、プーリは、耐摩耗性で重量のある材料、例えば、スチール又は他の金属で形成する必要はなく、また表面熱処理を施す必要もない。このようにして、プーリは、耐摩耗性の低い軽量で安価な材料、例えば、アルミニウム又はポリマーで形成することができる。
【００４４】
上述したように、また本発明によるデカップラを図２Ａで概略的に示すように、ばねクラッチ５は、トーションばね３の内側であって、第１ハブピース４及び第２ハブピース６の内側とシャフト７との間に配置し、この配置は、従来技術のようにプーリ２のインナーレースに隣接配置するのとは異なる。本発明によるデカップラで使用されるこの構成によって、トーションばね３はより大きくすることができ、トーションばねの直径はプーリの中央部分２２のインナーレースによってのみ制限される。より大きい直径のトーションばねは、エンジンのねじり振動を減衰する機能をより効率よく行い、また所定荷重に対してより少ないレベルの応力を受け、このことは従来技術に対する本発明の利点の１つである。
【００４５】
プーリは、さらに、軸受８の直径に適合する内径を持ち、他の適当な手段により圧嵌又は取付けることができる第２部分２４を有し、プーリ２とシャフト７との間の相対回転運動を可能にする。
【００４６】
デカップラの軸ハブ３０は、プーリ２のインナーレースとシャフト７のアウターレースとの間であって、トーションばね３の内側にセットする。軸ハブ３０には第１ハブピース４及び別個の第２ハブピース６を設け、これら第１及び第２のハブピース間にはギャップを存在させる。
【００４７】
第１ハブピース４はトルクをシャフト７に伝えるよう取付ける。この第１ハブピース４は、より小さい内径で、締まり嵌め又は他の適当な手段によってシャフト７に装着する部分４１と、より大きい内径の部分４２とを有し、この部分４２は、後でよりよく説明するクラッチばね５の一部を収容する短い空所を形成する。
【００４８】
第２ハブピース６は、シャフト７の周りに取付け、またシャフト７に対して回転できるようにするとともに、シャフトにおけるブッシュ１のような軸支素子を設けることができる。この実施形態ではオルタネータとの連結部に近接する端部に配置するこの第２ハブピース６は、より大きい内径の第１領域６１と、より小さい内径の第２領域６２とを有し、これによってより大きい内径の第１領域６１内のクラッチばね５の一部を収容する空所を形成する。ハブピース４，６はデカップラ内に配置し、この配置は、第２ハブピース６及び第１ハブピース４に形成される空所が互いに連続し、クラッチばね５を収容する単一の空所を形成するように行う。したがって、第１ハブピース４及び第２ハブピース６の、少なくともばねクラッチ５を収容するより大きい内径の領域４２，６１における内面は、ばねクラッチ５との摩耗を生ずる摩擦に耐える高硬度の材料で形成しなければならない。好適には、これら表面は熱処理スチールで形成する。
【００４９】
さらに、第１ハブピース４及び第２ハブピース６のより大きい内径の領域４２，６１からより小さい内径の領域４１，６２への遷移ゾーンは、トーションばね３につき上述したのと同様に、クラッチばねを収容する空所の格納壁４３，６３を形成し、また遠心力によって生ずるグリース漏洩を効果的に封じ込める。格納壁４３，６３のレイアウトに起因して、遠心力で外方に飛ばされたグリースは、これら格納壁４３，６３に流れ込み、ばねクラッチ５を封じ込める空所内に貯留される。
【００５０】
さらに、図２Ａ、４Ａ、４Ｂ、及び５から分かるように、第１及び第２のハブピース４，６は、デカップラ内に距離「ｅ」の小さいギャップが両者間に存在するよう配置し、２個のハブピース４，６は互いに相対回転することができる。第１及び第２のハブピース４，６それぞれは、ギャップに対面する対応の側面４５，６５を有し、これら側面４５，６５は遠心力によるグリース漏洩を阻止するよう作用する造作部を有する。図４Ａ及び４Ｂは、ハブピース４及び６の連結端部４５，６５の２つのバージョンを示す。図４Ａに示す実施形態において、一方のピースにおける端部４５はＬ字状に移行する断面を有し、他方のピースにおける端部６５は反転したＬ字状断面を有し、これら端部は互いにかみ合う。この構成はラビリンスジオメトリをなし、グリース漏洩を減少するのに役立つ。図４Ｂにおいては、第１ハブピースの端縁４５は鋭角に傾斜し、他方のハブピースの端縁６５も、第１ハブピース端縁４５の角度に補完し合うよう内面に対して鈍角をなすよう傾斜し、２つの端部はかみ合う。本発明の任意な実施形態において、軸ハブにおける２つのハブピース４，６間で封止するシールをさらに配置することができる。
【００５１】
図４Ｃは、ハブピース４，６相互間の空間にリテーナ７０を配置した本発明の実施形態を示す。リテーナ７０はこの空間から潤滑剤が漏洩するのを阻止するシールとして作用し、フリーホイールシステムをより締まったものにする。図４Ｃに示す第２実施形態において、リテーナはＴ字状断面として示し、その垂直部材は第１ハブピース４と第２ハブピース６との間の空間にセットし、その水平部材は第１及び第２のハブピース４，６の外側レース上に延在させ、これらハブピース間における空間のすべてを周方向に封止する。リテーナは、例えば、封止機能を発揮するテフロン又は他の適当な材料で形成する。上述のフェールセーフシステムを使用する本発明の実施形態にリテーナ７０を適用する場合、圧縮されると第１ハブピース４と第２ハブピース６との間のロックを阻害しない材料で形成するのが好適である。第２ハブピース６は、さらに、トーションばね３と軸受８との間に生ずる空間内でプーリ２のインナーレースに向かって半径方向外方に突出する半径方向壁６４を有する。第２ハブピース６の軸線方向端面には止め部（図示せず）を設け、プーリ２が回転するとき、この止め部にトーションばね３の第２端部が衝合する。トーションばね３と止め部との間の連結によって、トーションばね３から第２ハブピース６にトルク伝達を生じ、デカップラのフリーホイールシステムを一体化し、またトルクをシャフト７に伝達し、これによりシャフト７の回転運動を引き起こす。上述したように、トーションばね３に加わるトルクは、プーリ２の回転運動及びプーリ２をトーションばね３の第１端部との連結から派生する。
【００５２】
ハブピース６，４の回転運動は、ばねクラッチ５をハブピース６，４のインナーレースに対して摩擦係合させ、これにより軸ハブ３０及びプーリと同一方向回転にトルクをシャフト７に伝達する、又はシャフトとプーリとの間を離脱させる。シャフトとプーリとの間の離脱状態では、デカップラはフリーホイールシステムとして動作し、シャフト７を軸ハブ３０及びプーリ２とは異なる方向に回転させる、又は同一方向ではあるがプーリとは異なるより速い速度で回転させること（オーバーランニング）を可能にする。
【００５３】
上述したようにプーリ２によって駆動できるシャフト７は、より大きい外径の第１端部領域７１を有し、この第１端部領域７１は、圧嵌又は他の適当な手段により第１ハブピース４のより小さい内径部分４１に取付ける。シャフト７は、さらに、より大きい外径の第２端部領域７３を有し、この第２端部領域７３に一方の軸受素子、好適には、軸受８を取付ける。本発明のこの実施形態において、この軸受はオルタネータとの連結部とは反対側の軸端部にセットする。シャフト７の中央部分７２は第１及び第２の端部領域７１，７３よりも小さい外径を有し、クラッチばね５の位置に対応する。したがって、この中央領域は、第１ハブピース４及び第２ハブピース６に形成した空所とともにクラッチばね５のハウジングを画定する。オルタネータを駆動するのにデカップラを使用する本発明の実施形態において、シャフト７は、一方の端部におけるオルタネータ軸に取付けるための雌ねじ部と、この雌ねじ付き端部とは反対側端部における内面にスプライン付き輪郭とを有し、特別な工具を使用して組立体をオルタネータプーリに固定できるようにする。
【００５４】
本発明の好適な実施形態において、デカップラは、さらにワッシャ１１を有し、このワッシャ１１は一方の端部に取付けてグリースが漏洩するのを封止し、外部への汚染を防止し、また組立体をよりよい仕上げ状態にする。
【００５５】
図１Ｂ、２Ｂ及び１１Ｂは本発明の代替的第２実施形態を示す。この実施形態において、軸受８はオルタネータとの連結する端部近傍の軸サイドに取付けるとともに、ブッシュ１はオルタネータとの連結部とは反対サイドにおける軸受素子として使用する。図１Ａ、２Ａ及び１１Ａに示す実施形態に対して本発明の軸受素子は、有利なことに、軸受８がより大きい負荷に耐えることができ、したがって、プーリの臨界的区域に好適に位置決めした後により大きい負荷が加わるシャフト７の側に左右される。さらに、フランジ５０をシャフト７の軸受８に隣接する端部に構造的手段とともに、及び／又はこの軸受８を保護するために取付ける。
【００５６】
本発明のこの実施形態において、プーリ２は簡単な内部の幾何学的構造を呈し、内径は単に小さな変化を付けるだけでよく、大きな厚さ変化部分をなくすことができる。軸受リング８０は補助軸受素子として使用し、シャフト及び軸受８を連結する側とは反対側でシャフト及びプーリに連結する。軸受リング８０はプーリのインナーレースに締まり嵌めにより取付ける。ブッシュ１を第１ハブピース４と軸受リング８０との間で軸受リング８０に対して締まり嵌めを生ずるよう、また第１ハブピース４に対して回転できるよう取付ける。ブッシュ１は、シャフト７、第１ハブピース４及びプーリ２相互間の軸支及び心出しを行うよう作用し、またプーリ２とシャフト７との間の回転運動を可能にする。第１ハブピース４はシャフト７に対して回転不能に連結する。
【００５７】
本発明のこの第２実施形態によれば、トーションばね３の第１端部に衝合して回転ねじれを伝達する止め部をプーリ２のインナーレースに形成するのではなく、軸受リング８０に形成することができる。軸受リング８０はプーリ２のインナーレースに対してねじれ不能に連結ため、プーリ２の回転運動は軸受リング８０の回転運動を引き起こし、この運動をトーションばね３に伝達する。本発明のこの実施形態において、第１ハブピース４及び第２ハブピース６は、シャフト７をオルタネータに連結する側に第１ハブピース４を隣接配置する図１Ａ、２Ａ及び１１Ａに示す実施形態と比べると位置が互いに反転している。この変更は、本発明によるデカップラの機能を阻害せず、図１Ａ、２Ａ及び１１Ａに示す実施形態につき説明したのと同一である。
【００５８】
図１Ｂ、２Ｂ及び１１Ｂに示す変更実施形態は、本発明によるデカップラのハブピースを組付ける上で融通性を与える。この融通性により、デカップラにより大きい負荷を加えるプーリの位置に基づいてピース組立体を調整できるようになる。さらに、軸受リング８０に関連する一層簡単な内部の幾何学的構造のプーリを使用することはプーリ製造プロセスを一層容易にするという利点をもたらす。内部コンポーネントの組立ては、ピースを内部に配置するのがより容易になるため、このプーリの幾何学的構造変更によって一層容易になる。
【００５９】
本発明によるデカップラピースの内部構成は、ハウジング空所３１の内部にトーションばね３をセットすることによってねじり振動の振幅を減少することができる。図１２は、この技術的効果がどのようにして図１Ｂ、２Ｂ及び１１Ｂに示す本発明の実施形態に生じているかを概略的に示し、この効果は図１Ａ、２Ａ及び１１Ａに示す実施形態でも同等に得られる。
【００６０】
この技術的効果を得るためには、トーションばねの弛緩した自由長さＬ０がばねハウジング空所３１の軸線方向長さＬ１より大きいことを必要とする。本発明のこの実施形態において、ハウジング空所３１は、軸受リング８０及び第２ハブピース６の半径方向壁によって軸線方向を制限される。
【００６１】
このようにして、ばねを空所３１にセットすると、第２ハブピース６の半径方向壁６４の内側面に力Ｆ１が加わる。この力Ｆ１によって第２ハブピース６の半径方向壁６４の外側面はプーリのそちら側に位置する軸受素子、この場合、軸受８の内側面に係合する。プーリが軸受８の領域との連結部に減少した内径の部分２４を有する場合、トーションばね３によって押される第２ハブピース６も、この減少内径部分２４におけるプーリ２のインナーレースに形成した肩部２８に係合する。
【００６２】
力Ｆ１による第２ハブピース６に対するばね３の圧縮の結果、第２ハブピース６がプーリに対して回転を生ずるとき、軸受８及びプーリ２のインナーレースに対する第２ハブピース６の半径方向壁６４における接触領域に摩擦力Ｆａｔを発生する。この摩擦力はハウジング空所３１内のトーションばね３の圧縮を調整することによってセットすることができる。この摩擦力Ｆａｔによるデカップラのエネルギー消散がデカップラのねじり振動減少に寄与する。
【００６３】
本発明によるデカップラは、図５〜１０に示すフェールセーフシステムを有し、これによりデカップラは、トーションばね又はばねクラッチの故障又は破損の際に所定期間にわたり動作を継続できる。このシステムは、トーションばね又はばねクラッチがいずれかのばねの破損を生ずるような過剰応力を受けるときに動作することになる。
【００６４】
本発明のこの実施形態によれば、デカップラは、第２ハブピース６の半径方向壁６４と軸受８との間に配置した止めワッシャ９を有し、この止めワッシャ９はプーリ２に向かって半径方向に延在する。ワッシャは、図５及び６から分かるように、シャフト７に、好適にはより小さい外径の中央領域７２に圧嵌する。
【００６５】
ワッシャ９は、フラットな側面及び厚さ「ｅ」を持つ円形形状を有する。ワッシャは、さらに、第２ハブピース６の半径方向壁６４に接触する面の一部に肩部９１を有する。図９は、ワッシャ９の半径方向壁６４に接触する面の幾何学的形状、及び本発明の好適な実施形態による肩部９１を示す。この設計において、このワッシャは、その表面における１つの象限で肩部９１を構成する隆起部分を有する。隆起部分の高度は残りの表面に対して厚さ「ｅ」を有し、９０゜の角度領域に対応する。この厚さ「ｅ」は第１及び第２のハブピース４，６間のギャップと同一の値を有する。肩部９１の領域において、ワッシャ９は図７Ａ及び７Ｂでよりよく分かるように「２ｅ」の厚さを有する。
【００６６】
第２ハブピース６の壁６４もフラットな側面及び厚さ「ｅ」を持つ円形形状、及びワッシャ９に接触する一方の半径方向面における隆起部を有する。図８は、ワッシャに接触する第２ハブピース６の半径方向壁６４の面の幾何学的形状、及び本発明の好適な実施形態によるカム構成１０１を示す。図８は、壁６４にはその表面の１／４に対応して肩部１０１を形成する隆起部を形成する。肩部１０１は残りの表面に対して厚さ「ｅ」を有し、９０゜の角度領域に対応する。したがって、肩部１０１の領域において、壁６４は図７Ａ及び７Ｂでよりよく分かるように「２ｅ」の厚さを有する。
【００６７】
本発明のこの実施形態において、ワッシャ９及び壁６４における肩部９１及び１０１は、それぞれの円形表面の１象限を示すが、本発明の他の実施形態において、これらカムは他のサイズにすることができ、ただし２つのピースは肩部がオーバーラップしないとき互いに隣接配置できるものとする。
【００６８】
通常動作において、ワッシャ９及び第２ハブピース６は整列し、ワッシャ９の肩部９１は第２ハブピース６の壁６４における肩部１０１に整列せずに回転する。すなわち、図５及び７Ａで分かるように、ワッシャ９の肩部９１は第２ハブピース６の壁６４における窪んだ領域に整列するとともに、第２ハブピース６の壁６４における肩部１０１がワッシャ９の窪んだ領域に整列する。したがって、２つの部分、すなわちワッシャ９及び第２ハブピース６の軸線方向全体長さは、図５に示すように総厚さ「３ｅ」である。この構成におけるデカップラの通常動作中、第２ハブピース６及び第１ハブピース４は両者間に「ｅ」の間隔が空いたギャップを有する状態に配置され、図５でも分かるように互いに自由に相対回転することができる。
【００６９】
しかし、トーションばね及びひいては第２ハブピース６に過剰な負荷が加わる場合、これら部分にトーションばね３に許容されるよりも大きい、すなわち２７０゜より多い角度にわたる回転を誘発し、図６及び図７Ｂに示すように、第２ハブピース６における壁６４の肩部１０１を肩部９１に整列させることになる。この場合、デカップラはフェールセーフモードで動作することになり、ワッシャ９及び第２ハブピースの壁６４の組立体は「４ｅ」の総厚さを有する。この構成において、第２ハブピース６は距離「ｅ」だけ押し戻され、第２ハブピース６と第１ハブピース４との間のクリアランスが図６に示すように排除される。この結果、第２ハブピース６及び第１ハブピース４は強制的に互いに接触し、したがって、第１及び第２のハブピース４，６は互いに、ひいては第１ハブピース４に固着するシャフト７に対してロックする。この場合、デカップラは一時的に中実一体性プーリとして動作し、交換するまでシャフト７に回転運動を伝達する。デカップラを自動車に使用する用途において、デカップラの剛体プーリは機能し続け、オルタネータに負荷をかけ続けることができ、バッテリ放電による車両の停止を防止する。
【００７０】
本発明のフェールセーフシステムは、第２ハブピース６とプーリ２との間にロックアップを行うこともでき、これによりデカップラはトーションばね３の故障又は破損の場合に剛体プーリとして動作できる。この目的のため、プーリ２のインナーレースには、トーションばねの空所３１と軸受８との間の領域に窪み２６を設け、この窪み２６内に、図１０Ａに示すように、ワッシャ９及び第２ハブピース６における壁６４を配置する。ワッシャ９及び第２ハブピース６における壁６４が総厚さ「３ｅ」を有して通常動作モードにあるとき、第２ハブピース６は窪み２６内で自由に回転することができる。しかし、デカップラがフェールセーフモードで動作するとき、ワッシャ９及び第２ハブピース６における壁６４が肩部９１，１０１間のオーバーラップによって「４ｅ」の総厚さを有して係合し、図１０Ｂに示すように、第２ハブピース６が窪み２６内でロックアップを生じ、これにより第２ハブピース６はプーリ２に対して相対回転できなくなる。このフェールセーフモードでシャフト７が第１ハブピース４に対してロックされ、また第２ハブピース６がプーリ２に対してロックされていると、シャフト７はプーリ２に対してロックされ、効果的にプーリを剛体にすることにもなる。
【００７１】
本発明の好適な実施形態によれば、第２ハブピース６及びプーリ２にこのようなロックを可能にするため、窪み２６には第２ハブピース６の壁６４に衝合又は干渉する止め部（図示せず）を設け、ワッシャ９の肩部９１が第２ハブピース６の肩部１０１にオーバーラップし、またワッシャ９及び第２ハブピース６における壁６４が「４ｅ」の総厚さを有するときのみ相対回転をロックできるようにする。
【００７２】
本明細書に記載のフェールセーフシステムは、単にシャフト７に係合するプーリ２と、プーリ２のインナーレースとシャフト７の外面との間に連結したハブピース３０であって、シャフトに回転不能にロックした第１ハブピース４及びシャフト７の周りに取付けてシャフト７に対して回転でき、プーリ２のインナーレースに向かって外方に突出する半径方向壁６４を持つ第２ハブピース６を有する、該ハブピース３０を設けたフリーホイールシステムを有する任意のデカップラに使用することができる。第１及び第２のハブピース４，６は両者間にギャップを設けて配置すべきである。デカップラは、さらに、シャフト７とプーリ２との間に少なくとも１個の軸支素子、及びトルクをシャフト７に伝達するためにハブピース３０に取付け可能なばね摩擦クラッチ５を有していなければならない。
【００７３】
これら基本的な特徴の他に、本発明によるデカップラのフェールセーフシステムは、シャフト７に圧嵌し、プーリ２内で半径方向に延在して第２ハブピース６における壁６４に接触するワッシャ９を備えるべきである。ワイヤ９の面には壁６４に接触する肩部９１を設け、また壁６４の面にはワッシャ９に接触する肩部１０１を設けるべきである。通常は、ワッシャ９及び壁６４は、ワッシャ９の肩部９１が壁６４の窪み内に嵌合してワッシャ９の肩部９１が回転するよう位置決めされる。第２ハブピース６に過剰な負荷が加わるとき、ワッシャ９の肩部９１が壁６４の肩部１０１にオーバーラップし、これにより第２ハブピース６が第１ハブピース４に向かって軸線方向にシフトし、また第１及び第２のハブピースは両者間の接触によって互いにロックされる。
【００７４】
フェールセーフシステムを有するデカップラの好適な実施形態において、ワッシャ９の肩部９１及び壁６４の肩部１０１は、それぞれ第２ハブピース６と第１ハブピース４との間におけるギャップに等しい「ｅ」の厚さを有する。プーリ２のインナーレースは第２ハブピース６の壁６４及びワッシャ９に接触する領域で窪み２６を有し、この窪み２６は半径方向壁６４に接触できる内部止め部を有し、第２ハブピース６のプーリ２に対する相対回転は、肩部９１が肩部１０１のオーバーラップするよう回転するときのみ阻止する。
【００７５】
本発明によるデカップラの構造及び部品によれば、同一デカップラをワンウェイクラッチ「ＯＷＣ」のようなフリーホイールシステムを有するデカップラとしても独立的に使用することができる。トーションばね３及びクラッチばね５を有するフル構成にデカップラを使用するとき、本明細書に記載したオーバーランニングデカップラシステムとして動作する。しかし、図１１Ａ及び１１Ｂに示す簡単動作モードのワンウェイクラッチに適用することができ、この場合、単にトーションばね３を省き、第２ハブピース６とプーリ２との間におけるロック手段を追加して、第２ハブピースが一方向に回転するときプーリ２と第２ハブピース６との間にトルクを伝達できるようにすることによって適用することができる。
【００７６】
本発明の好適な実施形態において、プーリ２と第２ハブピース６との間をロックするため、内部止め部をプーリ２のインナーレースに形成し、この止め部は第２ハブピース６の半径方向壁６４に接触することができ、プーリ２が一方向に回転するとき第２ハブピース６にトルクを伝達できるようにする。本発明によるデカップラは、さらに、従来技術のデカップラとは異なり、過剰トルクがトーションばねを故障させるのを回避するトルクリミッタとして作用する追加コンポーネント又はシステムを省略できるという利点をもたらす。
【００７７】
本発明デカップラにおいて、ハウジング領域内でトーションばねは軸ハブとプーリのインナーレースとの間に配置し、トーションばねが拡張するときトーションばねがプーリの最大内径に嵌合できる。したがって、プーリの最大内径は、トーションばねを破損させる不慮の過剰トルクが加わる際にトーションばねの過剰拡張を制限（又は回避）する。こうして、ばね配置に関連するプーリの構造自体がその効果を既に発揮するので、トルクを制限し、またばね破損を回避するための追加コンポーネント又はシステムは不要となる。
【００７８】
軸ハブとプーリのインナーレースとの間でハウジング内にトーションばねを配置するこの構成によれば、さらに、同一プーリのカプセル化のためにトーションばねをより大きい直径にすることができるという他の利点をももたらす。
【００７９】
本発明の好適な実施形態の例を説明したが、本発明の範囲は他のあり得る変更例をも包含するものであり、あらゆる可能な均等物を含んで特許請求の範囲の規定によってのみ制限される。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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