(57)【要約】【課題】例えばプーリ（外側環体）とロータ軸（内側環体）との間に配置したねじりコイルバネによる両環体の回転変動の吸収性能の向上を図るに際してプーリユニット（動力伝達装置）の大型化を回避可能とする。【解決手段】本動力伝達装置は、ロータ軸（内側環体）３に巻装したねじりコイルバネ４の両端を該プーリ２とロータ軸３それぞれに連結し、かつ、ねじりコイルバネ４を振動減衰材１５で被覆一体化した構成を備える。【選択図】図１
2005337380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同心配置した内側と外側の両環体間で回転動力の伝達を行う動力伝達装置であって、上記内側環体にねじりコイルバネを巻装し、該ねじりコイルバネの両端を上記両環体それぞれに連結するとともに、当該ねじりコイルバネを振動減衰材にて被覆一体化した、ことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
上記振動減衰材が、上記両環体の対向間に充填したゴム状弾性体である、ことを特徴とする請求項１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、クランクシャフトの回転変動に起因して、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、常に回転変動する。一方、オルタネータのロータは、大きな回転慣性を有しているから、当該ロータには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、回転変動を伴うクランクシャフトで駆動すると、ベルトに緩みと張り側とが変わって張力変動が発生する一方で、該ベルトには、ロータの慣性トルクがかかる結果、ベルトに滑りが起こって当該ベルトから異音が発生したり、ベルトの耐久性が低下したりする傾向となる。
【０００３】
そこで、従来の技術として、ベルトが巻き掛けられるプーリ（外側環体）の内周面に設けた径方向内向きの凸部と、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）の外周面に設けた径方向外向きの凸部とを円周方向交互に設け、各凸部間にゴムやばねなどの弾性体を配置して、プーリの回転変動を吸収減衰可能とした動力伝達装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
このような動力伝達装置においては、上記弾性体としてねじりコイルバネを用いてプーリの回転変動の吸収減衰性能をアップさせようとすると、ねじりコイルバネの線径を細くする等してバネ定数を小さくすることが考えられる。しかしながら、ねじりコイルバネの線径を細くすると、当該ねじりコイルバネの振動の減衰が長く継続するようになってその強度が不足してくるから、その振動の継続に耐えるために、必然とねじりコイルバネのサイズを大きくしてその強度を確保する必要が生じてくる。その結果、ねじりコイルバネのサイズが大型化し、これを収容する側であるプーリユニットの軸方向幅が大きくなり、プーリユニットの小型化志向の要求に反する結果となる。
【特許文献１】特開２００２−３０３３３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明により解決すべき課題は、プーリユニット等の動力伝達装置において、上記両環体間での回転変動の効果的な抑制のために、ねじりコイルバネのバネ定数や強度を確保する必要性を無くして、当該動力伝達装置の大型化を回避可能とすることにある。
【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、同心配置した内側と外側の両環体間で回転動力の伝達を行う動力伝達装置であって、上記内側環体にねじりコイルバネを巻装し、該ねじりコイルバネの両端を上記両環体それぞれに連結するとともに、当該ねじりコイルバネを振動減衰材により被覆一体化したことを特徴とするものである。振動減衰材は、上記両環体の対向空間に充填したゴム状弾性体であることが好ましい。
【０００７】
上記構成において、例えば、外側環体が駆動回転すると、ねじりコイルバネを介して内側環体が従動回転する。この場合、ねじりコイルバネは、両環体の回転変動に応じてねじられたり、ねじり戻されたりするなどして振動しても、この振動は振動減衰材によって急速に減衰させられる。その結果、従来のようにねじりコイルバネの振動の長期継続を無くすために、ねじりコイルバネのサイズを大きくしてその強度を確保する必要がなくなり、当該動力伝達装置の大型化を回避可能とすることができる。なお、本発明では、ねじりコイルバネにかかる荷重を振動減衰材に受けさせられるから、その荷重の分散化により、ねじりコイルバネとしての必要な強度も小さくて済み、この点からもねじりコイルバネの大型化を回避できる。さらに、本発明では、振動減衰材そのものでも、外側環体の回転変動を吸収できるから、ねじりコイルバネとあいまって、外側環体の回転変動の吸収効果が高まる。
【０００８】
本発明の動力伝達装置は、外周部にベルト巻掛部を備えかつ該ベルト巻掛部にエンジンの回転動力を伝動するベルトが巻き掛けられるプーリと、プーリの径方向内側に配置したロータ軸と、両端がプーリとロータ軸に連結されて当該ロータ軸に巻装したねじりコイルバネとを備えたプーリユニットに適用することができる。
【０００９】
上記適用したプーリユニットでは、ベルトの張力が変動し、この張力変動に対してロータ軸がその慣性トルクにより該張力変動に追随できない状況下において、ベルトの張力変動をねじりコイルバネの弾性変形で受けるから、ベルトはプーリに対して滑らずに済む。これによって、ベルトとプーリとの間で発生する異音が抑制ないしは解消される。そして、ねじりコイルバネは上記張力変動による縮径拡径といった振動をするが、この振動は、振動減衰材によって減衰されることになるから、プーリの回転変動がいっそう低減される。
【００１０】
以上のことから、本発明では、外側環体等の回転変動を一層低減させるために、ねじりコイルバネのバネ定数やその強度を特に確保する必要がないから、バネ定数や強度の確保のためにねじりコイルバネを大きくする必要がなくなり、これによって、ねじりコイルバネが大きくなることによる動力伝達装置の大型化を回避できるようになる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ねじりコイルバネのバネ定数や強度を確保する必要なく、プーリの回転変動を十分に低減できる。その結果、本発明では、バネ定数や強度の確保のためにねじりコイルバネを大きくする必要がなくなり、これによって、ねじりコイルバネが大きくなることによる動力伝達装置の大型化を回避できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の最良の形態を、図を参照して説明する。この形態では、動力伝達装置を車両の補機に用いるプーリユニットに適用している。図１はプーリユニットの全体構成を示す側面断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面矢視図である。
【００１３】
これらの図に示すプーリユニット１は、外周面にベルトＶを巻き掛けるための波状溝２ｂと内周面に径方向内向きの鍔部１２とを有するプーリ（外側環体）２と、プーリ２の内周側に配置されてプーリ２との間で回転動力の伝達を行うもので内周面に補機の回転軸２０を回転一体に嵌入したロータ軸（内側環体）３と、プーリ２とロータ軸３との軸方向中間に配置されてプーリ２からロータ軸３に対して動力伝達の媒介を行うねじりコイルバネ４と、プーリ２とロータ軸３との軸方向両端間に配設される転がり軸受５，６とを備える。プーリ２の転がり軸受５，６は、プーリ２とロータ軸３との間の環状空間の軸方向両側にそれぞれ介装され、それぞれ外輪７、内輪８、複数の玉９、それらを保持する冠形保持器１０、およびシールリング１１からなる一般的な深溝玉軸受である。
【００１４】
ねじりコイルバネ４は、プーリ２からロータ軸３への動力伝達の媒介をする媒介部材であり、両転がり軸受５，６間においてロータ軸３に外装されている。ねじりコイルバネ４の本体巻き部４Ａの一端部（ロータ軸３側端部）に、径方向内方に折曲した内径側折曲片１３が形成され、この輪折曲片１３の先端部１３ａはロータ軸３の外周面に形成された係止溝３ａに係止されている。ねじりコイルバネ４の本体巻き部４Ａの他端部（プーリ２側端部）に径方向外方に折曲した外径側折曲片１４が形成され、外径側折曲片１４の先端部１４ａは、軸方向に沿って折曲され、先端部１４ａはプーリ２の内周面の鍔部１２に形成された係止溝１２ａに係止されている。
【００１５】
ねじりコイルバネ４が配置されているプーリ２とロータ軸３との対向空間の軸方向中間領域に、本体巻き部４Ａを被覆一体化するよう、振動減衰材１５が充填されている。この振動減衰材１５の材料には、ゴム状弾性体がある。ゴム状弾性体とはゴム弾性を発現する素材で形成した部材であり、その物性としては、振動減衰材としての要求性能を満足するために、耐久性、減衰特性が高く、クリープ特性が少ないものが好ましい。ゴム状弾性体の材質としては耐熱性、耐久性、信頼性等の要求から、熱可塑性エラストマー、架橋ゴムなどがある。熱可塑性エラストマーとしては、スチレン系、オレフィン系、ポリエステル系、ポリウレタン系等を使用することができる。架橋ゴムとしては、天然ゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエン共重合ゴム、二トリルゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、シリコンゴム等を使用することができる。
【００１６】
上記構成のプーリユニット１では、ベルトＶの張力による負荷は両側に配置してある転がり軸受５，６で支持する構成となっている。プーリ２とロータ軸３とは転がり軸受５，６およびねじりコイルバネ４を介して組付けられているので、プーリ２とロータ軸３とは、ねじりコイルバネ４の弾性変形範囲内であれば、相対回転可能な状態にある。
【００１７】
ここで、クランクシャフトの回転に伴なってベルトＶが回転を開始し、クランクシャフトが回転変動した場合を説明する。クランクシャフトの回転変動で、プーリ２が図２の時計方向に回転変動したとすれば、ねじりコイルバネ４はプーリ２から本体巻き部４Ａの径が縮小される方向のトルクを短時間（瞬間的）に受けることになる。この場合、ねじりコイルバネ４の内径側折曲片１３および外径側折曲片１４は、それぞれ係止溝３ａ，１２ａに不動に係止されているから、ロータ軸３がプーリ２の回転に従動回転する。
【００１８】
ところで、プーリ２とロータ軸３との間に回転変動が発生した場合、ねじりコイルバネ４がねじられたり、ねじりもどされたりして振動が発生するが、ねじりコイルバネ４が配置されている対向空間の軸方向中間領域に、ねじりコイルバネ４を被覆するよう振動減衰材１５が充填されており、ねじりコイルバネ４と振動減衰材１５との間で摩擦抵抗が発生して、ねじりコイルバネ４の振動は急速に減衰する。
【００１９】
このように、クランクシャフトの回転変動に伴うプーリ２の回転変動をねじりコイルバネ４の弾性によって吸収するとともに、ねじりコイルバネ４の振動を振動減衰材１５によって減衰する。したがって、プーリ２の回転動力をロータ軸３に円滑に伝達しつつ、当該プーリ２に対するベルトＶとプーリ２との間の滑りや、ベルトＶとプーリ２との間での異音の発生を抑制することができる。さらに、クランクシャフトが回転変動した場合、振動減衰材１５によってねじりコイルバネ４に働く荷重が分散するから、同一サイズのプーリユニット１の強度を向上させることができるから、一層、信頼性に優れたプーリユニット１とすることができる。
【００２０】
（他の形態）
図３および図４は、振動減衰材１５を、プーリ２とロータ軸３との対向空間に充填する代わりに、ねじりコイルバネ４の少なくとも本体巻き部４Ａを振動減衰材１５で被覆した構成を示している。この場合、ねじりコイルバネ４は、その巻部間が振動減衰材１５で連続するように被覆されている。他の構成は、上記図１および図２に示した形態と同様であるので、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２１】
このようにねじりコイルバネ４の巻部間を振動減衰材１５で被覆するようにすれば、ねじりコイルバネ４の弾性を確保しながら、ねじりコイルバネ４の振動を急速に減衰させ、プーリ２の回転変動を吸収するとともに、ベルトＶとプーリ２との間での異音の発生を抑制することができ、長期にわたり、信頼性に優れたプーリユニット１を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の最良の形態に係るプーリユニットの側面断面図
【図２】図１のＡ−Ａ線断面矢視図
【図３】本発明の他の形態のプーリユニットの側面断面図
【図４】図３のＢ−Ｂ線断面矢視図
【符号の説明】
【００２３】
１          プーリユニット
２          プーリ（外側環体）
３          ロータ軸（内側環体）
４          ねじりコイルバネ
５，６      転がり軸受
１５        振動減衰材
【図１】
2005337380.tif 000003
【図２】
2005337380.tif 000004
【図３】
2005337380.tif 000005
【図４】
2005337380.tif 000006