(57)【要約】【課題】補機駆動装置の小型、軽量化を図ることができる可変速プーリ装置を提供することである。【解決手段】クランクシャフト１０を中心にして回転自在に支持された駆動プーリ１１に、ポンプ室２１と、そのポンプ室２１に連通する吸入ポートＰ１および吐出ポートＰ２をそれぞれ設け、クランクシャフト１０にはポンプ室２１内での偏心回転により吸入ポートＰ１からポンプ室２１内にオイルを吸入して吐出ポートＰ２から吐出するロータ２２を取り付けて駆動プーリ１１との間で油圧ポンプＰ０を形成する。クランクシャフト１０には油圧供給源３５の給油ポンプ３７から吐出される補給用オイルを吸入ポートＰ１に送る給油通路３１と、吐出ポートＰ２からの排出オイルを油圧供給源３５内のタンク３６に導く排油通路３２を設け、給油通路３１に給油バルブ３８を組込み、排油通路３２に排油バルブ３９を組み込み、ポンプ室２１内のオイル量によってクランクシャフト１０と同軸上で駆動プーリ１１を可変速する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトと、そのクランクシャフトを中心にして回転自在に支持された補機駆動用の駆動プーリとを有し、前記駆動プーリには、その内部に密閉されたポンプ室と、そのポンプ室に連通する吸入ポートおよび吐出ポートをそれぞれ設け、前記クランクシャフトには前記ポンプ室内での偏心回転により前記吸入ポートからポンプ室内にオイルを吸入して前記吐出ポートから吐出するロータを取り付けて前記駆動プーリとの間で油圧ポンプを形成し、前記クランクシャフトには補給用オイルを前記吸入ポートに導く給油通路と、前記吐出ポートからの排出オイルを外部に排出する排油通路を設け、前記給油通路に給油バルブを組込み、前記排油通路に排油バルブを組み込んだ可変速プーリ装置。
【請求項２】
前記油圧ポンプが、前記ロータの外径面に複数の溝が形成され、その複数の溝のそれぞれ内部にベーンがスライド自在に挿入された不平衡型のベーンポンプからなる請求項１に記載の可変速プーリ装置。
【請求項３】
前記油圧ポンプが、前記ロータの外周に複数のトロコイド曲線歯が形成され、そのトロコイド曲線歯の数が、前記ポンプ室の内径面に設けられたトロコイド曲線からなる複数の小室より一つ少ない数とされたトロコイドポンプからなる請求項１に記載の可変速プーリ装置。
【請求項４】
前記給油通路および前記排油通路を油圧供給源に接続し、その油圧供給源に前記給油通路に補給用オイルを供給する給油ポンプと、前記排油通路から排出オイルが戻されるタンクとを設けた請求項１乃至３のいずれか１項に記載の可変速プーリ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ウォータポンプやエアーコンディショナのコンプレッサ等の補機の駆動装置に使用される可変速プーリ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車エンジンのクランクシャフトの回転によってウォータポンプやエアーコンディショナのコンプレッサ、オルタネータ等の補機の駆動装置に用いられる可変速プーリ装置として特許文献１に記載されたものが従来から知られている。
【０００３】
上記特許文献１に記載された可変速プーリ装置においては、エンジンのクランクシャフトに接続される駆動軸に離間して従動軸を設け、上記駆動軸に設けられた駆動プーリと従動軸に設けられた従動プーリとの間にベルトをかけ渡し、上記駆動プーリを形成する一対の駆動用プーリフランジの一方を他方に対して軸方向に相対移動させて駆動プーリのベルト巻き径を調整すると共に、従動プーリを形成する一対の従動用プーリフランジの一方を他方に対して軸方向に移動させてベルト巻き径を調整し、駆動軸の回転を変速して従動軸に伝達している。
【０００４】
このとき、駆動プーリと従動プーリは、駆動プーリのベルト巻き径を大きくした場合には従動プーリのベルト巻き径が小さくなるよう相反する方向にベルト巻き径を調整して変速比を変化させ、上記従動軸の回転をベルト伝動装置により補機の回転軸に伝達している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５―６０１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記従来の可変速プーリ装置においては、補機の駆動に際し、クランクシャフトに接続される駆動軸の回転をＶベルト式の無段変速機を介して従動軸に伝達しているため、構成が複雑であると共に従動軸やＶベルト式無段変速機を組み込むために大きなスペースを確保する必要あり、補機駆動装置が大型化し、重量も重くなるという不都合がある。
【０００７】
この発明の課題は、補機駆動装置の小型、軽量化を図ることができる可変速プーリ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、この発明においては、クランクシャフトと、そのクランクシャフトを中心にして回転自在に支持された補機駆動用の駆動プーリとを有し、前記駆動プーリには、その内部に密閉されたポンプ室と、そのポンプ室に連通する吸入ポートおよび吐出ポートをそれぞれ設け、前記クランクシャフトには前記ポンプ室内での偏心回転により前記吸入ポートからポンプ室内にオイルを吸入して前記吐出ポートから吐出するロータを取り付けて前記駆動プーリとの間で油圧ポンプを形成し、前記クランクシャフトには補給用オイルを前記吸入ポートに導く給油通路と、前記吐出ポートからの排出オイルを外部に排出する排油通路を設け、前記給油通路に給油バルブを組込み、前記排油通路に排油バルブを組み込んだ構成を採用したのである。
【０００９】
上記の構成からなる可変速プーリ装置において、給油バルブを開放する状態で給油通路からポンプ室内にオイルを供給し、そのポンプ室がオイルで満たされ、かつ、排油バルブが閉鎖される状態でクランクシャフトを回転すると、そのクランクシャフトと共にロータが回転する。
【００１０】
このとき、排油バルブは閉鎖状態にあるため、ポンプ室内のオイルは排油通路に吐出されず、ポンプ室内のオイル圧力によりクランクシャフトの回転が駆動プーリに伝達されて、駆動プーリが回転する。
【００１１】
ここで、排油バルブを開放すると、ロータの回転によりポンプ作用が生じ、ポンプ室内のオイルが吐出ポートから排油通路に吐出される。その吐出量に応じてポンプ室内のオイル量が減少し、その減少と共にオイルの圧縮抵抗が減少することになって駆動プーリが減速回転する。その減速比はオイルの吐出量と相関関係にあり、所定の減速比が得られた状態で排油バルブを閉鎖すると、駆動プーリは減速回転状態を維持する。
【００１２】
また、給油バルブを開放して給油通路のオイルを供給すると、ポンプ室内にオイルが充填され、ポンプ室内のオイル量の増加と共に圧縮抵抗が増大する。その圧縮抵抗の増大と共に駆動プーリが増速回転をし始め、クランクシャフトから駆動プーリへの減速比が低下する。そして、給油バルブを閉鎖することで、所定の減速比でもって駆動プーリが減速回転する。
【００１３】
ここで、油圧ポンプは、ロータの外径面に複数の溝が形成され、その複数の溝のそれぞれ内部にベーンがスライド自在に挿入された不平衡型のベーンポンプであってもよく、ロータの外周に複数のトロコイド曲線歯が形成され、そのトロコイド曲線歯の数が、ポンプ室の内径面に設けられたトロコイド曲線からなる複数の小室より一つ少ない数とされたトロコイドポンプからなるものであってもよい。
【００１４】
この発明に係る可変速プーリ装置において、給油通路および排油通路を油圧供給源に接続し、その油圧供給源に前記給油通路に補給用オイルを供給する給油ポンプと、前記排油通路から排出オイルが戻されるタンクを設けることによって、オイルを効率よく循環使用することができる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明においては、上記のように、クランクシャフトと同軸上で駆動プーリを可変速することができるため、駆動プーリの回転を補機に直接伝達することができ、先行技術文献に記載の従動軸やＶベルト式無段変速機が不要となって、補機駆動装置の小型化および軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明に係る可変速プーリ装置の実施の形態を示し、図２のＩ−Ｉ線に沿った縦断面図
【図２】図１のII−II線に沿った断面図
【図３】図１に示す可変速プーリ装置の背面側からの縦断面図
【図４】図１に示す可変速プーリ装置の油圧回路を示す図
【図５】（ａ）乃至（ｃ）は、駆動プーリの変速状態を示す断面図
【図６】図１に示す可変速プーリ装置を採用した補機駆動装置の概略図
【図７】油圧ポンプの他の例を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１乃至図３に示すように、クランクシャフト１０の軸端部には駆動プーリ１１が設けられている。
【００１８】
駆動プーリ１１は、プーリ本体１２とプーリ蓋１６とからなる。プーリ本体１２は、ベルト案内輪１３の軸方向の一端部に端板１４を設けた構成とされ、上記ベルト案内輪１３の他端部には大径凹部１５が形成され、その大径凹部１５内にプーリ蓋１６が嵌合されている。
【００１９】
プーリ蓋１６は、その外周部を軸方向に貫通してベルト案内輪１３の他端部にねじ込まれる複数のボルト１７の締め付けによってプーリ本体１２に固定され、そのプーリ蓋１６と大径凹部１５の衝合面間はシール１８の組込みによって密閉されている。
【００２０】
プーリ本体１２の端板１４とプーリ蓋１６の対向内側面における内周部には対向一対の環状突出部１９、２０が、対向部間に間隔をおいて設けられ、その環状突出部１９，２０の外周囲において端板１４とプーリ蓋１６間に環状のポンプ室２１が設けられている。
【００２１】
クランクシャフト１０の軸端部には、上記駆動プーリ１１との間で油圧ポンプＰ０を形成するロータ２２が取り付けられている。ロータ２２は、クランクシャフト１０の軸端部に圧入されるボス部２３の外径面に対向一対の環状突出部１９、２０間で回転可能な円板部２４を設け、その円板部２４の外周にポンプ室２１内で回転可能な偏心ロータ部２５を設けた構成とされている。
【００２２】
図２に示すように、偏心ロータ部２５の外径面２５ａは円筒面とされ、その外径面２５ａの中心Ｏ１は、ボス部２３（図１参照）の中心、すなわち、クランクシャフト１０（図１参照）の中心Ｏ０に対して偏心しており、ポンプ室２１内で円筒状外径面２５ａが偏心回転するようになっている。その偏心ロータ部２５の外径面２５ａには複数の溝２６が設けられ、それぞれの溝２６内にベーン２７がスライド自在に挿入されて、駆動プーリ１１との間で不平衡型のベーンポンプＰ０を形成している。
【００２３】
図１および図３に示すように、ロータ２２におけるボス部２３と駆動プーリ１１における一対の環状突出部１９、２０間には一対の転がり軸受２８が組み込まれ、その一対の転がり軸受２８によって駆動プーリ１１がクランクシャフト１０を中心に回転自在の支持とされている。
【００２４】
また、ロータ２２におけるボス部２３と駆動プーリ１１における一対の環状突出部１９、２０間には、上記一対の転がり軸受２８のそれぞれ外側にシール部材２９が組み込まれて、ボス部２３と環状突出部１９、２０の対向部間は密閉されている。
【００２５】
さらに、一対の環状突出部１９、２０とロータ２２における円板部２４の対向部間はシール３０の組込みにより密閉されている。
【００２６】
図１、図３および図４に示すように、駆動プーリ１１には、ポンプ室２１に連通する吸入ポートＰ１と吐出ポートＰ２が形成されている。一方、クランクシャフト１０には、給油通路３１および排油通路３２が設けられ、上記給油通路３１はボス部２３に形成された径方向孔２３ａおよび転がり軸受２８とシール部材２９間に形成された空間および駆動プーリ１１に形成された油路３３を介して吸入ポートＰ１に連通している。
【００２７】
一方、排油通路３２はボス部２３に形成された径方向孔２３ｂおよび転がり軸受２８とシール部材２９間に形成された空間および駆動プーリ１１に形成された油路３４を介して吐出ポートＰ２に連通している。
【００２８】
図４は、ポンプ室２１内に組み込まれたロータ２２を概略的に示している。同図に示すように、給油通路３１および排油通路３２のそれぞれは油圧供給源３５に接続されている。油圧供給源３５にはタンク３６およびモータを駆動源として作動する給油ポンプ３７が設けられ、上記給油ポンプ３７から吐出されるオイルは給油通路３１に送り込まれる。給油通路３１には給油バルブ３８が組み込まれている。一方、排油通路３２は吐出ポートＰ２からの排出オイルをタンク３６に導くようになっており、その排油通路３２には排油バルブ３９が組み込まれている。
【００２９】
実施の形態で示す可変速プーリ装置は上記の構造からなり、図６は、その可変速プーリ装置Ａを採用した補機駆動装置の概略図を示す。この補機駆動装置においては、補機４０の回転軸４１に補機プーリ４２を取り付け、その補機プーリ４２と可変速プーリ装置Ａにおける駆動プーリ１１間にベルト４３を掛け渡している。ベルト４３としてＶリブドベルトを採用している。
【００３０】
図４に示す駆動プーリ１１内のポンプ室２１がオイルで満たされ、給油バルブ３８および排油バルブ３９が閉鎖されている状態でクランクシャフト１０が回転すると、そのクランクシャフト１０と共にロータ２２が回転する。
【００３１】
このとき、排油バルブ３９は閉鎖状態にあるため、ポンプ室２１内のオイルは排油通路３２に吐出されず、ポンプ室２１内のオイルの圧縮抵抗により、そのオイルを介してクランクシャフト１０の回転が駆動プーリ１１に伝達され、駆動プーリ１１がクランクシャフト１０と共に回転する。
【００３２】
図５（ａ）は、駆動プーリ１１内のポンプ室２１がオイルで満たされた状態での駆動プーリ１１の回転状態を示し、その駆動プーリ１１はクランクシャフト１０と同じ速度で回転している。同図に示す矢印ｘ１はクランクシャフト１０の連続した回転状態を示し、矢印ｙ１は駆動プーリ１１がクランクシャフト１０と同じ速度で回転している状態を示す。
【００３３】
クランクシャフト１０の回転状態において、排油バルブ３９を開放すると、ロータ２２の回転によりポンプ作用が生じ、ポンプ室２１内のオイルが吐出ポートＰ２から排油通路３２に吐出されて油圧供給源３５のタンク３６内に戻され、その吐出量に応じてポンプ室２１内のオイル量が減少する。そのオイル量の減少と共にオイルの圧縮抵抗が低下するため、駆動プーリ１１が図５（ｂ）の矢印ｙ１〜ｙ５で示すように、徐々に減速する。
【００３４】
ここで、矢印ｙ１は、排油バルブ３９の開放時における駆動プーリ１１の回転速度を示し、矢印ｙ１からｙ５に至るに従って回転速度が徐々に遅くなっている状態を示している。
【００３５】
クランクシャフト１０に対する駆動プーリ１１の減速比は、オイルの吐出量と相関関係にあり、吐出量が多くなるにつれて減速比が高くなり、所定の減速比が得られる状態で排油バルブ３９を閉鎖することにより駆動プーリ１１は所定の減速回転状態を維持する。
【００３６】
また、上記のような排油バルブ３９の開閉による駆動プーリ１１の減速比の調整操作後において、給油バルブ３８を開放して油圧供給源３５の給油ポンプ３７を駆動すると、駆動プーリ１１内のポンプ室２１にオイルが補給される。その補給に応じてポンプ室２１内のオイル量が増し、そのオイル量の増加と共にオイルの圧縮抵抗が大きくなるため、駆動プーリ１１が図５（ｃ）の矢印ｙ３〜ｙ１で示すように、徐々に加速する。
【００３７】
ここで、矢印ｙ３は、給油バルブ３８の開放時における駆動プーリ１１の回転速度を示し、矢印ｙ３からｙ１に至るに従って回転速度が徐々に速くなっている状態を示している。オイル供給量が多くなるにつれて減速比が次第に低くなり、所定の減速比が得られる状態で給油バルブ３８を閉鎖することにより駆動プーリ１１は所定の減速回転状態を維持する。
【００３８】
上記のように、実施の形態で示す可変速プーリ装置においては、クランクシャフト１０と同軸上で駆動プーリ１１を可変速することができるため、駆動プーリ１１の回転を図６に示す補機４０に直接伝達することができる。このため、先行技術文献に記載の従動軸やＶベルト式無段変速機を不要とすることができ、その分、補機駆動装置の小型化および軽量化を図ることができる。
【００３９】
図４においては、ロータ２２を同図の矢印で示すように、時計方向に回転させるようにしたが、図４に示す状態で、ベーン２７の向きを変えてロータ２２を反時計方向に回転させるようにしてもよい。この場合、図４に示す吸入ポートＰ１を吐出ポートＰ２とし、吐出ポートＰ２を吸入ポートＰ１として、ポート位置を変更する。そのポート位置の変更に伴い、吸入ポートＰ１と給油ポンプ３７の吐出口を給油通路３１で連通して、その給油通路３１に給油バルブ３８を組込み、かつ、吐出ポートＰ２とタンク３６とを排油通路３２で連通し、その排油通路３２に排油バルブ３９を組み込むようにする。
【００４０】
図１乃至図３では、油圧ポンプＰ０として、ロータ２２の外径面に複数の溝２６が形成され、それぞれの溝２６内にベーン２７をスライド自在に挿入した不平衡型のベーンポンプを示したが、油圧ポンプＰ０はベーンポンプに限定されるものではない。例えば、図７に示すように、ロータ５０の外周に複数のトロコイド曲線歯５１が形成され、そのトロコイド曲線歯５１の数が、駆動プーリ１１におけるポンプ室２１の内径面に設けられたトロコイド曲線からなる複数の小室５２より一つ少ない数とされ、上記トロコイド曲線歯５１をポンプ室２１内で偏心回転させるようにしたトロコイドポンプからなるものであってもよい。
【００４１】
なお、図７において、Ｏ０は図１に示すクランクシャフト１０の回転中心を示し、Ｏ２はロータ５０の中心を示す。ロータ５０はクランクシャフト１０の回転中心Ｏ０を中心にして偏心回転するようになっている。
【符号の説明】
【００４２】
１０  クランクシャフト
１１  駆動プーリ
２１  ポンプ室
２２  ロータ
２６  溝
２７  ベーン
３１  給油通路
３２  排油通路
３５  油圧供給源
３６  タンク
３７  給油ポンプ
３８  給油バルブ
３９  排油バルブ
５０  ロータ
５１  トロコイド曲線歯
５２  小室
Ｐ０  油圧ポンプ
Ｐ１  吸入ポート
Ｐ２  吐出ポート
【図１】
2017003028.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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