(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、プーリ（外側環体）２とロータ軸（内側環体）３との対向間にプーリ２と一体回転するプーリ側環状円板１０，１０とロータ軸３と一体回転するロータ軸側環状円板１１とを軸方向に近接配置し、ロータ軸側環状円板１１に複数のバネ収容窓（バネ収容部）１１ａ〜１１ｄを設け、各バネ収容窓１１ａ〜１１ｄにコイルバネ１２ａ〜１２ｄを収容し、プーリ側環状円板１０，１０に上記各コイルバネ１２ａ〜１２ｄに係合可能な複数のバネ係合窓（バネ係合部）１０ａ〜１０ｄを設けた。【選択図】図３
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【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、上記両環体の対向間に上記外側環体と一体回転する環状円板と上記内側環体と一体回転する環状円板とを軸方向に近接配置し、上記両環状円板のうち、一方の環状円板にはその円周方向に複数のバネ収容部を設けるとともに各バネ収容部にバネを収容し、他方の環状円板には両環状円板の相対回転に伴い上記各バネそれぞれに個別に係合可能な複数のバネ係合部を設けた、ことを特徴とする動力伝達装置。
【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】
この種の動力伝達装置について、図５および図６に示すプーリユニットを例にしてさらに説明すると、このプーリユニットは、外周面にベルトＶを巻き掛けるための波状溝２ｂ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４を回転一体に嵌入したロータ軸（内側環体）３とを備える。プーリ２の内周面とロータ軸３の外周面との間の軸方向両側に転がり軸受５，６が配置されている。プーリ２の内周面とロータ軸３の外周面との対向間で転がり軸受５，６間においては、プーリ２の内周面には、径方向内向きに円周方向１８０度互いに離れた２つの凸部７ａ，７ｂが設けられ、ロータ軸３の外周面には、径方向外向きに円周方向１８０度互いに離れた２つの凸部８ａ，８ｂが設けられ、これら円周方向交互に対向した凸部７ａ，７ｂ：８ａ，８ｂ間それぞれに各コイルバネ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄそれぞれが円周方向に延びて配置収納されている。
【０００５】
以上の構成を備えたプーリユニットにおいて、プーリ２が図６で時計回り方向に回転すると、プーリ２の凸部７ａは、ロータ軸３の凸部８ａに近づくが、凸部８ｂからは遠ざかり、プーリ２の凸部７ｂは、ロータ軸３の凸部８ｂに近づくが、凸部８ａからは遠ざかるから、コイルバネ９ａ，９ｃは圧縮され、コイルバネ９ｂ，９ｄは伸長することにより、ロータ軸３はコイルバネ９ａ，９ｃからのバネ荷重で回転させられ、コイルバネ９ｂ，９ｄによっては回転させられない。このような関係は、プーリ２が回転変動して、その回転変動をコイルバネ９ａ〜９ｄで吸収する際にも同様であるから、該回転動力の伝達や回転変動の吸収のためのバネ荷重が不足するおそれがある。そのため、バネ荷重の不足を補うべく、コイルバネのバネ列数、すなわち、プーリ２の内周面に設ける凸部とロータ軸３の外周面に設ける凸部それぞれの数を増やし、これら凸部間に配列するコイルバネの数を増やすと、このコイルバネを収容する側であるプーリユニット側のサイズが大型化して、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】
【０００６】
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、バネ列数を増やすことなく、上記両環体間での回転変動の効果的な抑制を可能として、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】
【０００７】
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、上記両環体の対向間に上記外側環体と一体回転する環状円板と上記内側環体と一体回転する環状円板とを軸方向に近接配置し、上記両環状円板のうち、一方の環状円板にはその円周方向に複数のバネ収容部を設けるとともに各バネ収容部にバネを収容し、他方の環状円板には両環状円板の相対回転に伴い上記各バネそれぞれに個別に係合可能な複数のバネ係合部を設けたことを特徴とするものである。上記バネ収容部は、一方の環状円板を軸方向に貫通した円周方向に長い部分円弧状のバネ収容窓で構成して当該バネ収容窓内にコイルバネを収容し、上記バネ係合部は、他方の環状円板を軸方向に貫通した円周方向に長い部分円弧状のバネ係合窓で構成し、また、一方の環状円板を他方の環状円板の軸方向両側に近接配置した２つの環状円板で構成することが好ましい。
【０００８】
本発明の動力伝達装置をプーリユニットに適用し、外側環体をプーリ、内側環体をロータ軸とするとともに、プーリにバネ係合部を備えた環状円板を一体回転に連結し、ロータ軸にバネ収容部を備えた環状円板を一体回転に連結し、プーリを駆動回転させると、ロータ軸側の環状円板の各バネ収容部に収容した各バネそれぞれは、プーリ側の各バネ係合部それぞれによりプーリの回転方向に個別に圧縮され、これによってロータ軸はその圧縮した各バネそれぞれからのバネ荷重により同回転方向に従動回転させられることになる。この場合、各バネ収容部それぞれに収容した各バネのいずれもが、プーリ側のバネ係合部それぞれから圧縮されることから、ロータ軸の従動回転のためのバネ荷重を十分に当該ロータ軸に与えることができる。その結果、本発明では、ロータ軸のバネ収容部それぞれに収容したバネそれぞれのバネ荷重をプーリからの駆動回転をロータ軸に伝達して従動回転させるバネ荷重として寄与させることができるから、上記従来のごとくバネ荷重に不足するおそれが低減される。その結果、上述したようなバネ荷重の不足に対処するためのバネ列数の増加を大きく緩和でき、プーリユニットの大型化を回避できるとともに、プーリとロータ軸との間での回転変動を効果的に抑制できるものとなる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、バネ列数を増やすことなく、上記両環体間での回転変動の効果的な抑制を可能として、当該動力伝達装置の大型化を回避可能できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の最良の形態を、図を参照して説明する。本発明の動力伝達装置は車両の補機に用いるプーリユニットに限定されないが、この形態では、動力伝達装置を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線断面図、図３は同プーリユニットの分解斜視図である。図１では、円Ａ内の部分を円Ｂで拡大して示している。
【００１１】
図１ないし図３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４を回転一体に嵌入したロータ軸（内側環体）３とを備える。プーリ２の内周面とロータ軸３の外周面との間の軸方向両側に転がり軸受５，６が配置されている。転がり軸受５，６の詳細説明は省略する。
【００１２】
プーリ２の内周面とロータ軸３の外周面との対向間で転がり軸受５，６間に、プーリ２と一体回転するプーリ側環状円板１０、１０と、ロータ軸３と一体回転するロータ軸側環状円板１１とが設けられている。プーリ側環状円板１０，１０は、ロータ軸側環状円板１１の軸方向両側で該ロータ軸側環状円板１１に近接配置されている。プーリ側環状円板１０，１０は、外径がプーリ２の内径より若干大きくされてプーリ２の内周面に圧入固定されて該プーリ２と一体回転可能にされているとともに、内径がロータ軸３の外径より大きくされてロータ軸３に対して自由回転状態となっている。ロータ軸側環状円板１１は、外径がプーリ２の内径より小さくされてプーリ２に対して自由回転状態となっているとともに、内径がロータ軸３の外径より小さくされてロータ軸３の外周面に圧入固定されて該ロータ軸３と一体回転可能にされている。これらプーリ側環状円板１０、１０のプーリ２に対する一体回転構成や、ロータ軸側環状円板１１のロータ軸３に対する一体回転構成は、上記の圧入固定に限定されない。
【００１３】
ロータ軸側環状円板１１にはその円周方向等間隔に複数（本例では４個）のバネ収容窓（バネ収容部）１１ａ〜１１ｄが設けられているとともに各バネ収容窓１１ａ〜１１ｄにコイルバネ１２ａ〜１２ｄが収容されている。プーリ側環状円板１０，１０にはこれら環状円板１０，１０，１１の相対回転に伴い上記各コイルバネ１２ａ〜１２ｄに係合可能な複数（本例では４個）のバネ係合窓（バネ係合部）１０ａ〜１０ｄが円周方向等間隔にかつ上記バネ収容窓１１ａ〜１１ｄに軸方向に個別に対応して設けられている。バネ収容窓１１ａ〜１１ｄそれぞれは、ロータ軸側環状円板１１を軸方向に貫通した円周方向に長い部分円弧状をなしている。バネ係合窓１０ａ〜１０ｄは、プーリ側環状円板１０，１０を軸方向に貫通した円周方向に長い部分円弧状をなしている。この場合、バネ収容窓１１ａ〜１１ｄとバネ係合窓１０ａ〜１０ｄは、それぞれ、互いに軸方向に個別に対応していれば、円周方向等間隔に形成されていることに限定されず、円周方向不等間隔に形成されてもよい。
【００１４】
バネ収容窓１１ａ〜１１ｄに収容されている各コイルバネ１２ａ〜１２ｄは、それぞれ、その長手方向を該バネ係合窓１０ａ〜１０ｄの円周方向に一致させて該バネ収容窓１０ａ〜１０ｄ内に若干圧縮状態で収容されて当該バネ収容窓１０ａ〜１０ｄから容易に軸方向に抜け出さないようになっている。そして、各コイルバネ１２ａ〜１２ｄは、その外径が、ロータ軸側環状円板１１のバネ収容窓１１ａ〜１１ｄの軸方向幅よりも大きく、その外周部分がプーリ側環状円板１０，１０のバネ係合窓１０ａ〜１０ｄを貫通してその外部にまで突出している。コイルバネ１２ａ〜１２ｄの断面は円形であるが、円形に限定されず、矩形形状や楕円形状やその他の形状でもよい。
【００１５】
動作を、図４（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。クランクシャフトの回転に伴なってベルトＶを介して、プーリ２が例えば時計回り方向に駆動回転すると、プーリ２と一体回転するロータ軸側環状円板１１も同方向に回転する。そうすると、ロータ軸側環状円板１１の各バネ係合窓１０ａ〜１０ｄの円周方向内壁面１０ａ１〜１０ｄ１それぞれが、図４（ａ）で示すように、プーリ側環状円板１０，１０の各バネ収容窓１１ａ〜１１ｄに収容されているコイルバネ１２ａ〜１２ｄの一端部１２ａ１〜１２ｄ１を上記回転方向に向けて押圧する。この押圧により、コイルバネ１２ａ〜１２ｄは圧縮し、このコイルバネ１２ａ〜１２ｄの圧縮に伴い、該コイルバネ１２ａ〜１２ｄの他端部１２ａ２〜１２ｄ２により各バネ収容窓１１ａ〜１１ｄの円周方向内壁面１１ａ１〜１１ｄ１が同回転方向に押される。これによってロータ軸３は同回転方向に従動回転する。上記プーリ２の駆動回転量が進むと、ロータ軸３は、図４（ｂ）から図４（ｃ）で示すように、同方向にさらに従動回転していく。
【００１６】
以上のことから、上記形態のプーリユニット１では、プーリ２を駆動回転させると、ロータ軸３側のロータ軸側環状円板１１の各バネ収容窓１１ａ〜１１ｄに収容した各コイルバネ１２ａ〜１２ｄは、プーリ２側の各バネ係合窓１０ａ〜１０ｄでプーリ２の回転方向に圧縮され、これによってロータ軸３はその圧縮したコイルバネ１２ａ〜１２ｄからのバネ荷重により同回転方向に従動回転させられることになる。この場合、各バネ収容窓１１ａ〜１１ｄに収容した各コイルバネ１２ａ〜１２ｄのいずれもが、プーリ２側のバネ係合窓１０ａ〜１０ｄそれぞれから圧縮されるから、ロータ軸３の従動回転のためのバネ荷重を十分に当該ロータ軸３に与えることができる。その結果、本形態のプーリユニット１では、バネ荷重に不足するおそれが低減され、上述したようなバネ荷重の不足に対処するためのバネ列数の増加が大きく緩和されて、プーリユニット１の大型化を回避できるとともに、プーリ２とロータ軸３との間での回転変動を効果的に抑制できるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【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】図１のプーリユニットの分解斜視図
【図４】図１の動作説明に供するもので図１のＡ−Ａ線断面対応図
【図５】従来のプーリユニットの側面断面図
【図６】図１のＢ−Ｂ線断面矢視図
【符号の説明】
【００１８】
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）
５，６  転がり軸受
１０  プーリ軸側環状円板
１０ａ〜１０ｄ  バネ係合窓（バネ係合部）
１１  ロータ軸側環状円板
１１ａ〜１１ｄ  バネ収容窓（バネ収容部）
１２ａ〜１２ｄ  コイルバネ
【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】
2005337379.tif 000007
【図６】
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