(57)【要約】【課題】ダンパ付きプーリの共振時のダンパ部材が過剰に変形することを両方向で抑制し、耐久性の向上を図ること。【解決手段】インナハブ３２とアウタハブ５０とをゴム状弾性部材７０（ダンパ部材）によって連結し、これと並列に、回転数が所定値未満である場合にはインナハブ３２とアウタハブ５０とを直結し、回転数が所定値以上である場合にはインナハブ３２とアウタハブ５０との直結を解除するディスエンゲージ式スプラグ型ワンウェイクラッチ７６を設ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を接続されるインナハブと、
前記インナハブと同心に配置され、他部材との間でトルクの授受を行うアウタハブと、
一方の側を前記インナハブに連結され、他方の側を前記アウタハブに連結されたダンパ部材と、
前記インナハブと前記アウタハブとの間に取り付けられ、自身の回転数が所定値未満である場合には前記インナハブと前記アウタハブとを直結し、前記回転数が所定値以上である場合には前記インナハブと前記アウタハブとの直結を解除する速度感応型のクラッチと、
を有するトルク伝達部材。
【請求項２】
前記クラッチは、スプラグを含み、当該スプラグに作用する遠心力によって係脱するディスエンゲージ式スプラグ型ワンウェイクラッチである請求項１記載のトルク伝達部材。
【請求項３】
ワンウェイクラッチの作用方向が互いに逆の少なくとも２個の前記ディスエンゲージ式スプラグ型ワンウェイクラッチを有する請求項２のトルク伝達部材。
【請求項４】
前記アウタハブには開口が形成され、前記インナハブには前記開口内に回転方向に移動可能に位置する突起部が形成され、前記突起部の外周面と前記開口の内周面との間に少なくとも一つのスプラグが配置されている請求項２または３に記載のトルク伝達部材。
【請求項５】
ダンパ部材が破断した場合に前記突起部と前記開口の回転方向の端部とが当接して前記インナハブと前記アウタハブとの間のトルク伝達が行われる請求項４に記載のトルク伝達部材。
【請求項６】
前記回転数の前記所定値は、前記ダンパ部材が共振を起こす回転数より高い回転数である請求項１から５の何れか一項に記載のトルク伝達部材。
【請求項７】
前記回転数の前記所定値は、前記ダンパ部材が共振を起こす回転数の√２倍の回転数である請求項１から５の何れか一項に記載のトルク伝達部材。
【請求項８】
前記回転軸が車両用内燃機関のクランク軸であり、前記回転数の前記所定値は、前記ダンパ部材が共振を起こす回転数の√２倍と前記車両用内燃機関のアイドル回転数との間の値にある請求項１から５の何れか一項に記載のトルク伝達部材。
【請求項９】
前記ダンパ部材はゴム状弾性部材により構成されている請求項１から８の何れか一項に記載のトルク伝達部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トルク伝達部材に関し、更に詳細には、プーリ、歯車等のトルク伝達部材で、ダンパを組み込まれたトルク伝達部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用内燃機関のクランク軸に取り付けられる補機駆動用のプーリとして、クランク軸に固定されるインナハブと、インナハブと同心に配置され、外周に伝動ベルトを掛け渡される円環状のアウタハブとを有し、インナハブとアウタハブとが円環状のゴム状弾性体によるダンパ部材によって連結されたものがある（例えば、特許文献１）。このダンパ付きプーリでは、ダンパ部材の共振周波数を適正にすることで、振動絶縁効果を発揮してクランク軸のトルク変動に起因する振動が伝動ベルトへ伝わることを低減している。
【０００３】
上述のようなダンパ付きプーリでは、内燃機関の回転がダンパ部材の共振周波数と一致すると、ダンパ部材（一般にはゴム弾性体）の変形が増大し耐久性が課題となる。そのため特許文献１のように、ダンパ部材の共振周波数を機関の常用回転数域を避け、内燃機関の主要回転変動次数とアイドリング回転数から定まる周波数の√２分の１以下に設定することで、内燃機関始動時の初爆から短時間で共振点を通過させる設定が行われている。
【０００４】
しかし、近年の燃費改善技術としてアイドリングストップ機能適用車種が拡大され、始動回数も従来の数十倍に増加したことから、このダンパ部材の共振点通過時に発生するダンパ部材の変形と振幅回数からダンパ部材寿命の低下が課題となる。このことに対して、インナハブとアウタハブとが大きく相対変位することを規制（制限）する規制手段を設けられたダンパ付きプーリが知られている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開２００５／００５８６５号パンフレット
【特許文献２】特開２００８−１４４８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のダンパ付きプーリの規制手段は、当接ストッパ式のものであり、インナハブとアウタハブとの一方向の相対変位しか規制できず、共振時のダンパ部材の過剰な変形を十分になくすことはできない。また、ストッパの当接によって異音を生じたり、その異音回避としての緩衝材の耐磨滅対策の課題を生じたりする。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、インナハブとアウタハブとの双方向の相対変位を規制してダンパ付きプーリの共振時のダンパ部材の両方向への過剰な変形を抑制し、耐久性の向上を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によるトルク伝達部材は、回転軸を接続されるインナハブ（３２）と、前記インナハブ（３２）と同心に配置され、他部材との間でトルクの授受を行うアウタハブ（５０）と、一方の側を前記インナハブ（３２）に連結され、他方の側を前記アウタハブ（５０）に連結されたゴム状弾性部材等によるダンパ部材（７０）と、前記インナハブ（３２）と前記アウタハブ（５０）との間に取り付けられ、自身の回転数が所定値未満である場合には前記インナハブ（３２）と前記アウタハブ（５０）とを直結し、前記回転数が所定値以上である場合には前記インナハブ（３２）と前記アウタハブ（５０）との直結を解除する速度感応型のクラッチ（７６）とを有する。
【０００９】
この構成によれば、回転数が所定値未満である場合にはインナハブ（３２）とアウタハブ（５０）とが直結されるので、インナハブ（３２）の駆動力はダンパ部材（７０）を介さずにアウタハブ（５０）へと伝達され、ダンパ部材（７０）が共振を起こすことが回避される。換言すると、クラッチ（７６）によってインナハブ（３２）とアウタハブ（５０）とが直結されることにより、インナハブ（３２）とアウタハブ（５０）との双方向の相対変位が規制されるから、共振時のダンパ部材（７０）の両方向への過剰な変形が抑制される。これにより、ダンパ部材（７０）の耐久性が向上する。
【００１０】
本発明によるトルク伝達部材は、好ましくは、前記クラッチ（７６）は、スプラグ（７２）を含み、当該スプラグ（７２）に作用する遠心力によって係脱するディスエンゲージ式スプラグ型ワンウェイクラッチ（７６）であり、更に、ワンウェイクラッチの作用方向が互いに逆向きとした最低でも全２個以上のディスエンゲージ式スプラグ型ワンウェイクラッチ（７６）を有していることが望ましい。
【００１１】
この構成によれば、速度感応型のクラッチが構造簡単のディスエンゲージ式スプラグ型ワンウェイクラッチ（７６）によって簡便に構成され、トルク伝達部材が複雑大型化することがなく、しかも、ワンウェイクラッチの作用方向が互いに逆の少なくとも２個のディスエンゲージ式スプラグ型ワンウェイクラッチ（７６）を有していることにより、ワンウェイクラッチの使用で、双方向の直結が行われる。
【００１２】
本発明によるトルク伝達部材は、好ましくは、前記アウタハブ（５０）には開口（６６）が形成され、前記インナハブ（３２）には前記開口（６６）内に回転方向に移動可能に位置する突起部（４８）が形成され、前記突起部（４８）の外周面と前記開口（６６）の内周面との間に少なくとも一つのスプラグ（７２）が配置されている。
【００１３】
この構成によれば、スプラグ型ワンウェイクラッチの配置ための別部材が不必要で、トルク伝達部材が複雑大型化することがない。
【００１４】
本発明によるトルク伝達部材は、好ましくは、ダンパ部材（７０）が破断した場合に前記突起部（４８）と前記開口（６６）の回転方向の端部とが当接して前記インナハブ（３２）と前記アウタハブ（５０）との間のトルク伝達が行われる。
【００１５】
この構成によれば、ダンパ部材（７０）が破断し、ダンパ部材（７０）によるインナハブ（３２）とアウタハブ（５０）との連結が解除される障害が生じても、突起部（４８）が開口（６６）の（端面６６Ｃ）に当接することにより、インナハブ（３２）とアウタハブ（５０）との間のトルク伝達が継続して行われることが保証される。
【００１６】
本発明によるトルク伝達部材は、好ましくは、前記回転数の前記所定値は、前記ダンパ部材（７０）が共振を起こす回転数より高い回転数、より好ましくは、前記ダンパ部材（７０）が共振を起こす回転数の√２倍の回転数である。
【００１７】
この構成によれば、ダンパ部材（７０）が共振を起こす回転数域でインナハブ（３２）とアウタハブと（５０）が直結され、ダンパ部材（７０）が共振を起こすことが確実に回避される。前記回転軸が車両用内燃機関のクランク軸（２８）である場合には、つまり、トルク伝達部材が補機駆動用のものであれば、前記回転数の前記所定値は、前記ダンパ部材（７０）が共振を起こす回転数の√２倍と前記車両用内燃機関のアイドル回転数との間の値であればよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によるトルク伝達部材によれば、回転数が所定値未満である場合にはインナハブとアウタハブとが直結され、インナハブとアウタハブとの双方向の相対変位が規制されるから、共振時のダンパ部材の両方向への過剰な変形が抑制される。これにより、ダンパ部材の耐久性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明によるトルク伝達部材を補機駆動用プーリとして適用されたディーゼルエンジンの補機駆動部分の正面図。
【図２】本実施形態による補機駆動用プーリの正面図。
【図３】図２の線III−III断面図。
【図４】本実施形態による補機駆動用プーリのスプラグ型ワンウェイクラッチ部分の拡大正面図。
【図５】図４の線Ｖ−Ｖ断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明によるトルク伝達部材をディーゼルエンジンの補機駆動用プーリに適用した一つの実施形態を、図１〜図５を参照して説明する。
【００２１】
まず、図１を参照してディーゼルエンジンの補機駆動系について説明する。ディーゼルエンジン１０の補機として、オルタネータ１２、エンジン冷却系のウォータポンプ１４、エアコンディショナ用コンプレッサ１６がディーゼルエンジン１０に取り付けられている。オルタネータ１２、ウォータポンプ１４、エアコンディショナ用コンプレッサ１６は、すべて回転機器であり、各々駆動軸（入力軸）１２Ａ、１４Ａ、１６Ａに従動プーリ１８、２０、２２を取り付けられている。
【００２２】
ディーゼルエンジン１０のクランク軸２８には本実施形態による補機駆動用プーリ３０が取り付けられている。補機駆動用プーリ３０と従動プーリ１８、２０、２２及びディーゼルエンジン１０に取り付けられたテンションプーリ２４には無端のＶベルト２６が巻き掛けられている。クランク軸２８の回転は補機駆動用プーリ３０よりＶベルト２６に伝達され、Ｖベルト２６によって各従動プーリ１８、２０、２２が回転駆動されることにより、各補機、つまり、オルタネータ１２、ウォータポンプ１４、エアコンディショナ用コンプレッサ１６が一斉に回転駆動される。
【００２３】
次に、補機駆動用プーリ３０の詳細を、図２〜図５を参照して説明する。補機駆動用プーリ３０はインナハブ３２を有する。インナハブ３２は、ボス部３４に軸孔３６を有し、軸孔３６に挿入されるクランク軸２８にトルク伝達関係で固定される。インナハブ３２は、ボス部３４より外方に延出した円盤ディスク部３８と、円盤ディスク部３８の根元部（ボス部３４側）と先端部の各々より前側（図３で左側）に突出形成された円筒部４０、４２とを有する。外側の円筒部４２の外周には加硫接着されたゴム状弾性部材４４によって円筒状の質量部材４６がインナハブ３２と同心に取り付けられている。
【００２４】
インナハブ３２の外側にはアウタハブ５０が同心配置されている。アウタハブ５０は、インナハブ３２及び質量部材４６の前方（図３で左方）に位置する円環ディスク部５２と、円環ディスク部５２より後側（図３で右側）に突出形成されたベルト掛け円筒部５４とを有する。
【００２５】
ベルト掛け円筒部５４は質量部材４６の外周側に位置している。ベルト掛け円筒部５４と質量部材４６との間の円筒状空隙にはジャーナルベアリング５６が設けられている。これにより、ベルト掛け円筒部５４は質量部材４６に対して回転方向に変位可能である。ベルト掛け円筒部５４の外周部にはＶベルト２６（図１参照）が係合するＶ溝５８が形成されている。
【００２６】
インナハブ３２の円筒部４０の外周にはマウント部材６０の円筒部６０Ａが軸線方向に変位可能に嵌合している。マウント部材６０は円筒部６０Ａより径方向外方に拡張されて円盤ディスク部３８の前面に重合するフランジ部６０Ｂを有している。フランジ部６０Ｂとアウタハブ５０の円環ディスク部５２とは軸線方向（図３で見て左右方向）に相対向しており、このフランジ部６０Ｂと円環ディスク部５２とに対向部にゴム状弾性部材７０が設けられている。ゴム状弾性部材７０は、一端をフランジ部６０Ｂに加硫接着によって固定され、他端を円環ディスク部５２に加硫接着によって固定されている。マウント部材６０の円筒部６０Ａの外周には予荷重付与カバー部材６２の円筒部６２Ａが軸線方向に変位可能に嵌合している。予荷重付与カバー部材６２は円筒部６０Ａより径方向外方に拡張されて円環ディスク部５２の前面に重合するフランジ部６２Ｂを有している。予荷重付与カバー部材６２は後方（図３で見て右方）への変位によってゴム状弾性部材７０にスラスト方向の予荷重を与える。なお、マウント部材６０と予荷重付与カバー部材６２とは嵌合によってインナハブ３２に回転方向には変位不能に固定されている。
【００２７】
これにより、ゴム状弾性部材４４は、一方の側をインナハブ３２に連結され、他方の側をアウタハブ５０に連結され、周方向の捩れ変形によってインナハブ３２とアウタハブ５０との回転方向の相対変位を減衰させるダンパ部材として作用する。
【００２８】
アウタハブ５０の円環ディスク部５２と予荷重付与カバー部材６２の円筒部６２Ａとの間にはジャーナルベアリング６４が配置されている。このジャーナルベアリング６４と前述のジャーナルベアリング５６とにより、インナハブ３２とアウタハブ５０とは接触による大きい摩擦抵抗を受けることなく相対回転変位可能になっている。
【００２９】
アウタハブ５０の円環ディスク部５２には、複数個の、本実施形態では３個の円弧状の開口６６が周方向に隔置して形成されている。インナハブ３２の円筒部４２の先端部が各開口６６に軸線方向に対応する位置には開口６６へ向けて突起部４８が突出形成されている。突起部４８は、正面より見て横転コ字形の溝形状になっており、開口６６内にアウタハブ５０に対して回転変位可能に位置している。
【００３０】
各突起部４８にはスプラグ７２とリボンスプリング７４が設けられてスプラグ型ワンウェイクラッチ７６が構成されている。スプラグ型ワンウェイクラッチ７６は、速度感応型のクラッチであり、スプラグ７２に与えられる遠心力とリボンスプリング７４のばね力との平衡関係によってスプラグ７２が傾動する。スプラグ型ワンウェイクラッチ７６は、自身の回転数、厳密にはインナハブ３２の回転数が所定値未満である場合には、スプラグ７２に大きい遠心力が作用しないことによりリボンスプリング７４の図４で見て反時計廻り方向のばね力によってスプラグ７２が突起部４８の外周面４８Ａと開口６６の内周面６６Ａとに押し付けられ、摩擦力によってインナハブ３２とアウタハブ５０とを直結する。
【００３１】
これに対し、インナハブ３２の回転数が所定値以上である場合には、スプラグ７２に作用する遠心力がリボンスプリング７４のばね力に打ち勝つことにより、リボンスプリング７４が図４で見て時計廻り方向に傾動し、スプラグ７２が突起部４８の外周面４８Ａと開口６６の内周面６６Ａより離間し、インナハブ３２とアウタハブ５０との直結を解除する。
【００３２】
このクラッチ配置構成によれば、スプラグ型ワンウェイクラッチ７６の配置のための別部材が不必要で、補機駆動用プーリ３０が複雑大型化することがない。
【００３３】
このように、３個のスプラグ型ワンウェイクラッチ７６は、それぞれ、回転数が所定値未満である場合にはインナハブ３２とアウタハブ５０とを直結し、回転数が所定値以上である場合には、インナハブ３２とアウタハブ５０との直結を解除するディスエンケージ型ワンウェイクラッチをなす。スプラグ型ワンウェイクラッチ７６が直結を解除する回転数は、ゴム状弾性部材７０が共振を起こす回転数より高い回転数、好ましくは、共振に増幅が収束して振動伝達率がゼロになる回転数、つまり一次の共振を起こす回転数の√２倍の回転数である。車両用内燃機関用の補機駆動用プーリ３０の場合、スプラグ型ワンウェイクラッチ７６が直結を解除する回転数は、ゴム状弾性部材７０が共振を起こす回転数の√２倍とディーゼルエンジン１０のアイドル回転数との間の値に設定されればよい。
【００３４】
３個のスプラグ型ワンウェイクラッチ７６の２個は、ディーゼルエンジン１０の正転方向の回転に対して係合し、残りの一つはディーゼルエンジン１０の逆転方向の回転に対して係合し、ワンウェイクラッチの作用方向が互いに逆のものが１組ある。
【００３５】
上述の構成によれば、ディーゼルエンジン１０の回転数がアイドル回転数以下である場合には、スプラグ型ワンウェイクラッチ７６がインナハブ３２とアウタハブ５０との正転方向にも逆回転方向に直結しているので、インナハブ３２とアウタハブ５０とが何れの回転方向に相対変位することがない。
【００３６】
これにより、ディーゼルエンジン１０の始動時に、エンジン回転数がゴム状弾性部材７０の共振回転数を通過しても、ゴム状弾性部材７０が加振されることがない。これにより、ディーゼルエンジン１０の始動時に、エンジン回転数がアイドル回転数にまで上昇する過程で、ゴム状弾性部材７０が共振して過剰に変形することがなくなり、ゴム状弾性部材７０の耐久性が向上する。
【００３７】
エンジン回転数がアイドル回転数にまで上昇すれば、スプラグ型ワンウェイクラッチ７６によるインナハブ３２とアウタハブ５０との直結が解除され、インナハブ３２とアウタハブ５０とが何れの回転方向に相対変位可能になり、ゴム状弾性部材７０が本来のダンパ部材として有効に作用するようになる。
【００３８】
例えば、４気筒の４サイクルディーゼルエンジンでは、ゴム状弾性部材７０の振動伝達率は、エンジン回転数が約４２０ｒｐｍにおいて最大になり、振動伝達率がゼロになるエンジン回転数は、４２０ｒｐｍの√２倍の約５９３ｒｐｍであり、下限アイドル回転数が８２０ｒｐｍであれば、スプラグ型ワンウェイクラッチ７６が直結を解除する回転数は、５９３ｒｐｍと８２０ｒｐｍとの間の回転数に設定されればよい。
【００３９】
ゴム状弾性部材７０の振動伝達率が最大になる周波数は、内燃機関の気筒数、直列・Ｖ型等のエンジンバンク形状によって異なるため、内燃機関ごとの最適設計が行われればよい。
【００４０】
このように、速度感応型のクラッチが構造簡単のスプラグ型ワンウェイクラッチ７６によって簡便に構成されるので、補機駆動用プーリ３０が複雑大型化することがなく、しかも、ワンウェイクラッチの作用方向が互いに逆の少なくとも２個のスプラグ型ワンウェイクラッチ７６を有していることにより、ワンウェイクラッチの使用で、双方向の直結が行われる。これにより、エンジン始動時に振動によって補機駆動用プーリ３０において金属同士の衝突による異音を発生することがない。また、スプラグ型ワンウェイクラッチ７６によるインナハブ３２とアウタハブ５０との直結解除時に金属同士の衝突を生じることがないから、このときも異音を発生することがない。
【００４１】
更に本実施形態では、突起部４８のエンジン正転方向の端面４８Ｂは開口６６の一方の端面６６Ｂに対向している。これにより、ゴム状弾性部材７０が破断し、ゴム状弾性部材７０によるインナハブ３２とアウタハブ５０との連結が解除される障害が生じても、突起部４８の端面４８Ｂが開口６６の端面６６Ｂに当接することにより、インナハブ３２とアウタハブ５０との間のトルク伝達が継続して行われることが保証される。
【００４２】
以上、本発明を、その好適形態実施例について説明したが、当業者であれば容易に理解できるように、本発明はこのような実施例により限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。本発明によるトルク伝達部材は、プーリに限られることはなく、歯車等の各種のトルク伝達のための回転部材であってもよい。また、本発明によるトルク伝達部材は、車両用内燃機関の補機駆動用のものに限られることはなく、種々のトルク伝達機構に適用可能であり、駆動側に限らず、従動側のトルク伝達部材であってもよい。また、スプラグ型ワンウェイクラッチ７６の個数も３個に限られることもない。また、上記実施形態に示した構成要素は必ずしも全てが必須なものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１０    ディーゼルエンジン
１８    従動プーリ
２６    Ｖベルト
２８    クランク軸
３０    補機駆動用プーリ
３２    インナハブ
５０    アウタハブ
６２    予荷重付与カバー部材
７０    ゴム状弾性部材
７２    スプラグ
７６    スプラグ型ワンウェイクラッチ
【図１】
2013133870.tif 000003
【図２】
2013133870.tif 000004
【図３】
2013133870.tif 000005
【図４】
2013133870.tif 000006
【図５】
2013133870.tif 000007