(57)【要約】【課題】動力伝達に際して入力される回転動力の角速度変動の吸収効果を高める。【解決手段】プーリ２とロータ軸３とに、互いに向けて突出する凸部２ａ，３ａをそれぞれ設け、これら両凸部２ａ，３ａ間の空間７に、プーリ２の回転変動を吸収するための弾性体８を収納する。プーリ２からロータ軸３に回転動力を伝達する場合、プーリ２に摩擦部材９を押圧部材１０により押し付ける構成にする。プーリ２に入力される回転動力の角速度変動でプーリ２自身が振動しようとするが、プーリ２に摩擦部材９により適宜の摩擦力を付与することにより、プーリ２の振動を減衰する。【選択図】図１
2005233302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側環体と、該外側環体の内周側に配置されて当該外側環体との間で回転動力の伝達を行う内側環体とを備えた動力伝達装置であって、
外側環体の内周面に設けられた凸部と、
内側環体の外周面に、上記凸部に対して円周方向に空間を介して対向した状態で、設けられた凸部と、
両凸部間の周方向対向空間に収納された弾性体と、
両環体のうちの一方環体に接触される摩擦部材と、
摩擦部材を一方環体に押し付ける押圧部材とを備えたことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
上記両凸部は、外側環体と内側環体とにそれぞれ円周等間隔に２つ以上設けられており、上記摩擦部材は、内側環体側の凸部と外側環体側に径方向内向きに一体に設けられる鍔部との軸方向対向面間に挟まれた状態で設けられており、
上記押圧部材は、上記内側環体側の凸部に軸方向に沿って設けられる横穴内に上記摩擦部材を外側環体側に弾発付勢するよう収納される、ことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
【請求項３】
上記外側環体を、エンジンのクランクシャフトから動力伝達用の伝動ベルトが巻き掛けられるプーリとし、上記内側環体をオルタネータのロータに連結されるロータ軸としてなるプーリユニットの構造とする、ことを特徴とする請求項１または２に記載の動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プーリユニット等の動力伝達装置に関する。この種の動力伝達装置は、例えばエンジンのクランクシャフトやクランクシャフトから伝動ベルトを介して駆動される補機類に装備することができる。補機類には、例えば自動車のオルタネータ、エアコンディショナ用コンプレッサ、ウオーターポンプ、冷却ファンなどが挙げられる。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの回転駆動力をクランクシャフト（駆動側）から伝動ベルトを介して補機（従動側）に伝達する場合、クランクシャフトにおける回転角速度の微小変動に起因して、伝動ベルトに滑りが起こって異音が発生する傾向となる。このことを、補機類の一つであるオルタネータを例にとって説明する。エンジンを駆動源とする場合、エンジンの動作工程により、クランクシャフトは、その回転中、常に回転角速度の微小変動がある。一方、オルタネータのロータは、大きな回転慣性（慣性モーメント）を有してその慣性トルクがかかっている。このため、オルタネータのロータを、回転角速度の微小変動を伴うクランクシャフトで駆動すると、瞬間的に、動力循環がクランクシャフト側とロータ側とで伝動ベルトを介して発生して、伝動ベルトの張り側と緩み側とが逆転する現象が発生する。このことは、クランクシャフトからロータに送る回転駆動力が、回転角速度の微小変動の減少時に、クランクシャフトに返され、回転角速度の微小変動の増加時に、クランクシャフトによりロータが回転加速されることになる。その結果、伝動ベルトには、ロータの慣性トルクがかかり、伝動ベルトに滑りが起こって異音が発生したり耐久性が低下したりする傾向となるのである。
【０００３】
そこで、伝動ベルトが巻き掛けられるプーリ（外側環体）と、オルタネータのロータに一体回転可能に連結されるロータ軸（内側環体）とを備えるとともに、プーリの内周面とロータ軸の外周面とにおける円周数ヶ所に、凸部をそれぞれ設け、両凸部が円周方向で対向する空間にゴムやばねなどの弾性体を配置し、該プーリの回転角速度の微小変動があったときに弾性体を伸縮させることにより、回転角速度の微小変動を吸収し、ロータ軸の回転変動を抑制するようにしたものがある（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
上記のような動力伝達装置では、プーリに入力される回転変動に伴いプーリが振動し、この振動が伸縮動作する弾性体の固有振動数に近づくことによって弾性体が共振するおそれがある。このような共振が発生すると、弾性体の伸縮動作が不安定になり、回転角速度の微小変動を吸収する効果が低下するおそれがある。
【特許文献１】特開２００２−３０３３３３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、プーリ等の外側環体と、ロータ軸等の内側環体とを備えたプーリユニット等の動力伝達装置において、弾性体の伸縮動作を安定させて、回転変動の吸収効果を高めることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による動力伝達装置は、外側環体と、該外側環体の内周側に配置されて当該外側環体との間で回転動力の伝達を行う内側環体とを備えた動力伝達装置であって、外側環体の内周面に設けられた凸部と、内側環体の外周面に、上記凸部に対して円周方向に空間を介して対向した状態で、設けられた凸部と、両凸部間の周方向対向空間に収納された弾性体と、両環体のうちの一方環体に接触される摩擦部材と、摩擦部材を一方環体に押し付ける押圧部材とを備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
ここで、外側環体を回転動力の入力側とし、内側環体を回転動力の出力側にする場合と、その逆の場合とがある。内側環体は、中空形状や中実形状のいずれでもよい。弾性体は、円周方向に弾性的に伸縮するものであればよく、また、押圧部材は、軸方向に弾性的に伸縮するものであればよく、いずれも、例えばコイルバネや皿ばねや波打ち板ばねなどの他、所定の弾性率を有するゴムや合成樹脂などとすることができる。摩擦部材の素材としては、例えば焼結金属材やフェノール樹脂などの他、一般的に周知のクラッチフェーシングに使われる素材や適宜の樹脂材を適宜選択して使用することができ、特に限定されるものではない。
【０００８】
本発明によると、例えば外側環体から内側環体に回転動力を伝達する使用状況において、外側環体に入力される回転動力が微小変動するような場合に、外側環体の回転角速度の増加時には外側環体側の凸部が回転方向先端側に位置する内側環体側の凸部に近づき、これら両凸部間の弾性体を弾性的に圧縮変形することにより、外側環体から内側環体への回転動力の伝達を遅延する。一方、外側環体の回転角速度の減少時には内側環体の慣性力により内側環体側の凸部が回転方向先端側に位置する外側環体側の凸部に近づき、これら両凸部間の弾性体を弾性的に圧縮変形することにより、外側環体から内側環体への回転動力の伝達が遮断される。このような弾性体の伸縮動作によって外側環体の回転動力の微小変動を吸収し、内側環体の回転変動を抑制する。このような動作中において、外側環体に入力される回転動力の微小変動により外側環体が振動しようとするが、摩擦部材で外側環体に回転抵抗を付与しているので、外側環体の振動が減衰されることになって、弾性体が共振することが防止される。これにより、弾性体の伸縮動作が安定的に行われるようになるので、上記のような弾性体による外側環体の回転変動の吸収効果を高めることが可能になる。
【０００９】
好ましくは、上記両凸部は、外側環体と内側環体とにそれぞれ円周等間隔に２つ以上設けられており、上記摩擦部材は、内側環体側の凸部と外側環体側に径方向内向きに一体に設けられる鍔部との軸方向対向面間に挟まれた状態で設けられており、上記押圧部材は、上記内側環体側の凸部に軸方向に沿って設けられる横穴内に上記摩擦部材を外側環体側に弾発付勢するよう収納される。
【００１０】
好ましくは、上記外側環体を、エンジンのクランクシャフトから動力伝達用の伝動ベルトが巻き掛けられるプーリとし、上記内側環体をオルタネータのロータに連結されるロータ軸としてなるプーリユニットの構造とすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、プーリ等の外側環体と、ロータ軸等の内側環体とを備えたプーリユニット等の動力伝達装置において、両環体間の動力伝達に際して、弾性体の伸縮動作を安定化させて、入力される回転動力の角速度の微小変動を効率よく吸収できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の最良の実施形態を図に示して説明する。図１は、プーリユニットで、図２の（１）−（１）線断面の矢視図、図２は、図１のプーリユニットの軸方向略中央を径方向に断面にした図、図３は、ロータ軸、摩擦部材および押圧部材を分離して示す斜視図である。本発明は、動力伝達装置として、プーリユニットに適用して説明する。
【００１３】
これらの図に示す実施形態のプーリユニット１は、外側環体としてのプーリ２と、該プーリ２の内周側に配置されて当該プーリ２との間で回転動力の伝達を行う内側環体としてのロータ軸３と、プーリ２とロータ軸３との間でロータ軸３の軸方向両端に配設される転がり軸受４，５とを備える。転がり軸受４，５は、潤滑剤密封タイプの深溝型玉軸受からなる。
【００１４】
まず、プーリ２とロータ軸３の構成を説明する。
【００１５】
プーリ２の内周面の軸方向中間における円周数箇所、好ましくは、１８０度で対向する二箇所には径方向内向きに突出する凸部２ａが設けられている。プーリ２の外周面には、伝動ベルト６を巻き掛けるための波状溝が形成されている。プーリ２の内周の軸方向他端側（ロータ軸３の自由端側に対応）には、径方向内向きの鍔部２ｂが設けられている。
【００１６】
ロータ軸３には、例えば自動車に備える補機の回転軸やエンジンのクランクシャフトが一体回転可能に連結される。ロータ軸３の外周面の軸方向中間における円周数箇所、好ましくは、１８０度で対向する二箇所には径方向外向きに突出する凸部３ａがそれぞれ設けられている。ロータ軸３の各凸部３ａには、軸方向に沿う横穴３ｂがそれぞれ設けられている。ロータ軸３の凸部３ａの軸方向他端面（ロータ軸３の自由端側の面）には、凹部３ｃが設けられている。
【００１７】
そして、プーリ２側の各凸部２ａとロータ軸３側の各凸部３ａとの円周方向での各対向間（図上で４箇所の対向間）には、扇状空間７がそれぞれ形成されており、各扇状空間７それぞれにコイルバネからなる弾性体８が圧縮状態で収納されている。
【００１８】
本実施形態では、以上の構成のプーリ２とロータ軸３とに対して、以下の摩擦部材９と押圧部材１０とを備えている。
【００１９】
摩擦部材９は、プーリ２の鍔部２ｂに対して押圧部材１０により押し付けられることにより、プーリ２に適宜の回転摩擦力を付与するものである。摩擦部材９は、略扇形に形成された板状をなし、その湾曲方向中央の幅方向両端それぞれに突起９ａが設けられている。押圧部材１０は、例えばコイルバネからなり、ロータ軸３の凸部３ａの横穴３ｂに圧縮状態で収納されている。ロータ軸３の凸部３ａにおける各凹部３ｃそれぞれに摩擦部材９の各突起９ａそれぞれが係合させられており、この係合によって摩擦部材９はロータ軸３の凸部３ａに円周方向で位置決めされている。押圧部材１０は、摩擦部材９の各突起９ａ間の領域に当接される。摩擦部材９および押圧部材１０は、ロータ軸３の各凸部３ａまたはプーリ２の各凸部２ａと同数に設けられる。また、プーリ２に付与する回転摩擦力は、摩擦部材９の素材を適宜に選定したり、あるいは、押圧部材１０の弾発付勢力を適宜に設定することにより、調整可能となっている。
【００２０】
図４から図６を参照して、上記プーリユニット１の動作を説明する。図４は、プーリユニット１の回転角速度増加時の動作説明に用いる断面図、図５は、プーリユニット１の回転角速度減少時の動作説明に用いる断面図、図６は、プーリ２およびロータ軸３の回転波形を示すグラフである。
【００２１】
ここでは、プーリユニット１を、例えば自動車のオルタネータに利用する場合を例に挙げる。オルタネータは、自動車の車両のエンジンから伝動ベルトにより駆動される交流発電機であり、図示しないが、ロータ、ステータ、調整器、整流器等から構成されている。ロータ軸３は、オルタネータのロータに取り付けられ、プーリ２は、エンジンのクランクシャフトにより回転駆動される伝動ベルト６で回転駆動される。本例では、プーリ２が回転動力の入力側となり、ロータ軸３が回転動力の出力側となる。一般的に、クランクシャフトは所定周期で回転速度が微小変動するので、クランクシャフトから伝動ベルト６を通じて回転駆動されるプーリ２の回転角速度は、上記所定周期に略合わせて微小に増減変動する。これに対し、本実施形態では、プーリ２の回転角速度の上記微小変動を効率よく吸収可能としてロータ軸３の回転変動を抑制可能にしている。以下、説明する。
【００２２】
〔１〕プーリ２の回転角速度が増加する場合
図４に示す回転方向において、プーリ２の回転角速度が増加すると、プーリ２の凸部２ａの回転方向前端面２ｄがロータ軸３の凸部３ａの回転方向後端面３ｅに近づいて、凸部２ａの回転方向前端面２ｄと凸部３ａの回転方向後端面３ｅとの間の弾性体８を円周方向に弾性的に圧縮変形する。これによって、プーリ２からロータ軸３に回転動力が遅延して伝達される。このとき、凸部２ａの回転方向後端面２ｅと凸部３ａの回転方向前端面３ｄとの間の弾性体６は円周方向に弾性伸張する。これにより、プーリ２の回転角速度の増加分を吸収する。
【００２３】
〔２〕プーリ２の回転角速度が減少する場合
図５に示す回転方向において、プーリ２の回転角速度が減少すると、ロータ軸３に作用する回転慣性力によって、ロータ軸３がプーリ２よりも進むことになる。これによって、ロータ軸３の凸部３ａの回転方向前端面３ｄがプーリ２の凸部２ａの回転方向後端面２ｅに近づいて、凸部３ａの回転方向前端面３ｄと凸部２ａの回転方向後端面２ｅとの間の弾性体６を円周方向に弾性的に圧縮変形する。これによって、プーリ２からロータ軸３への回転動力の伝達が遮断される。このとき、凸部２ａの回転方向前端面２ｄと凸部３ａの回転方向後端面３ｅとの間の弾性体６は弾性伸張する。これにより、プーリ２の回転角速度の減少分を吸収する。
【００２４】
上記弾性体８の伸縮動作によって、図６に示すように、プーリ２の回転動力の微小変動を吸収し、ロータ軸３の回転変動を抑制することができる。この結果として、プーリ２に巻き掛けられる伝動ベルト６の張り側（回転方向下流側）と、緩み側（回転方向上流側）との張力変動量を少なくできるようになるので、伝動ベルト６が負担するトルクを軽減して、伝動ベルト６の滑りによる異音の発生を防止し、伝動ベルト６の耐久性を向上できるようになる。
【００２５】
しかも、このような動作中において、プーリ２に入力される回転動力の微小変動によりプーリ２およびロータ軸３が振動しようとするが、摩擦部材９でプーリ２に回転抵抗を付与しているので、プーリ２の振動が減衰されることになって、弾性体８が共振することが防止される。これにより、弾性体８の伸縮動作が安定的に行われるようになって、弾性体８によるプーリ２の回転変動の吸収効果を高めることができる。
【００２６】
また、プーリ２に摩擦力を付与する構成についても、摩擦部材９と押圧部材１０とを用いた簡素な構成であるから、コスト増加を抑制できる。
【００２７】
以下、本発明の他の実施形態や応用例を説明する。
【００２８】
（１）例えばロータ軸３を回転動力の入力側とし、プーリ２を回転動力の出力側とすることができる。その一例としては、プーリユニット１をクランクシャフトに取り付ける形態が考えられる。この場合の動作については基本的に上記実施形態と同じである。
【００２９】
（２）図示しないが、プーリ２の凸部２ａおよびロータ軸３の凸部３ａの数は、それぞれ２個以上とすることができる。その場合、各凸部２ａ，３ａの数に応じて使用する弾性体８や摩擦部材９および押圧部材の数も増やす必要がある。
【００３０】
（３）摩擦部材９は、一枚の円形板とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の最良の実施形態に係るプーリユニットで、図２の（１）−（１）線断面の矢視図
【図２】図１のプーリユニットの軸方向略中央を径方向に断面にした図
【図３】図１のロータ軸、摩擦部材および押圧部材を分離して示す斜視図
【図４】図１のプーリユニットの回転角速度増加時の動作説明に用いる断面図
【図５】図１のプーリユニットの回転角速度減少時の動作説明に用いる断面図
【図６】プーリおよびロータ軸の回転波形を示すグラフ
【符号の説明】
【００３２】
１…プーリユニット、２…プーリ、２ａ…プーリの凸部、３…ロータ軸、３ａ…ロータ軸の凸部、４，５…転がり軸受、７…空間、８…弾性体、９…摩擦部材、１０…押圧部材。
【図１】
2005233302.tif 000003
【図２】
2005233302.tif 000004
【図３】
2005233302.tif 000005
【図４】
2005233302.tif 000006
【図５】
2005233302.tif 000007
【図６】
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