JPH10159948A - 補機駆動プーリ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転数制御機構をプーリ内に組込むことによ
り、エンジンルームの実装空間に影響を与えないように
した補機駆動プーリを提供することである。 【解決手段】 プーリ部材２の内径面にバネ保持器６を
組込み、上記バネ保持器６の内径面に一定間隔のポケッ
ト７を設けると共にそのポケット７にコイルバネ１１を
収納し、回転軸１の外径面に上記ポケット７に対向した
カム面４を形成し、そのカム面４と上記コイルバネ１１
との間にボール１２を介在し、回転数が一定以上に増大
すると、ボール１２に作用する遠心力が大きくなってカ
ム面４との係合が外れ、トルクの伝達を遮断するように
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、エンジンのクラ
ンク軸と連動するオルタネータ、エアコン用電磁クラッ
チ、パワステアリングポンプ等の補機を駆動するための
プーリに関するものである。

【０００２】

【従来の技術と解決すべき課題】エンジンのクランク軸
と連動する補強駆動プーリは、クランク軸の回転が適当
な減速比に減速されて伝達されるようになっているが、
例えば、オルタネータ等のように、補機の種類によって
は回転数の上限に制限を設ける必要の生じるものがあ
る。このような場合ベルト伝動の途中に回転数制御装置
を設けて、補機の回転数を一定以下に制限するようにす
ると、上記回転数制御装置の設置によりエンジンルーム
の実装空間が窮屈になる問題がある。

【０００３】そこで、この発明は回転数制御ユニットを
補機駆動プーリの内部に組込むことにより、エンジンル
ームの実装空間に影響を与えることなく、補機の回転数
を一定以下に制御できるようにすることを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段とその作用】上記の目的を
達成するために、請求項１に係る発明においては、プー
リ外方部材とプーリ内方部材との間に転がり軸受を組込
んでなる補機駆動プーリにおいて、上記プーリ外方部材
の内径面に環状のバネ保持器を組込み、上記バネ保持器
の内径面に一定間隔のポケットを設けると共に、各ポケ
ットにバネを収納し、上記プーリ内方部材の外径面に上
記各ポケットに対向したカム面を形成し、上記カム面と
バネとの間にボール、ころ等のトルク伝達部材を介在し
た構成とした。

【０００５】上記構成の補機駆動プーリは、所定の回転
数以下では内方部材と外方部材はバネ及びトルク伝達部
材を介して一体化され、内方部材から外方部材へトルク
を伝達するが、回転数が一定以上に増大するとトルク伝
達部材に作用する遠心力が大きくなり、バネを圧縮して
外方へ移動する。その結果トルク伝達部材のカム面に対
する係合が外れ、トルク伝達が遮断される。外方部材側
の回転数が低下すると、遠心力も小さくなるので、トル
ク伝達部材がカム面に係合し、再びトルクの伝達が行わ
れる。

【０００６】また、請求項２に係る発明においては、プ
ーリ外方部材とプーリ内方部材との間に転がり軸受を組
込んでなる補機駆動プーリにおいて、上記プーリ外方部
材の内径面にバネを組込み、上記プーリ内方部材の外径
面に上記バネと対向した摩擦面を形成し、上記摩擦面と
上記バネとの間に、一部に切離し部を有し且つ内面に摩
擦材をライニングしたウエイトリングを介在した構成と
した。

【０００７】上記構成の補機駆動プーリは、所定の回転
数以下では、内方部材の摩擦面に摩擦材を介してウエイ
トリングがバネで押し付けられ、所要の摩擦力が生じ、
外方部材と一体化される。そのため内方部材から外方部
材にトルクが伝達されるが、回転数が増大すると、ウエ
イトリングに作用する遠心力が大きくなり、ウエイトリ
ングがその切離し部で拡径する。これにより前記の摩擦
力が低減して空転が生じトルクの伝達が遮断される。外
方部材の回転数が低下すると、ウエイトリングに作用す
る遠心力が低減するため、その摩擦材が摩擦面に押圧さ
れ、所要の摩擦力を回復すると再びトルクの伝達が行わ
れる。

【０００８】請求項３の発明に係る発明においては、プ
ーリ外方部材とプーリ内方部材との間に転がり軸受を組
込んでなる補機駆動プーリにおいて、上記プーリ内方部
材の外周面に所定の間隔をおいた複数の固定ツバを形成
し、上位固定ツバの間隔に周方向に複数枚の可動板を径
方向にスライド自在に収納し、上記各可動板に対向した
バネ収納凹部を有するバネ保持器を上記プーリ外方部材
の内径面に組込み、各バネ収納凹部に収納したバネを上
記各可動板の外径端面に接触せしめ、上記可動板と固定
ツバとの対向間隙を含む空間に粘性流体を封入した構成
とした。

【０００９】上記構成の補機駆動プーリは、所定の回転
数以下では、内方部材の固定ツバと可動板とが、その間
に存在する粘性流体の粘性抵抗により結合され、内方部
材から外方部材にトルクが伝達される。しかし、回転数
が増大すると、可動板が遠心力の作用によりバネを圧縮
しつつ外方に移動するので、固定ツバと可動板との対向
面が減少して粘性抵抗が減少し、トルクの伝達が遮断さ
れる。外方部材の回転数が低下すると、可動板に作用す
る遠心力が減少するので内方に移動し、固定ツバとの対
向面積の増大と共に粘性抵抗が増大して再びトルクの伝
達が行われる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１（ａ）、（ｂ）に示した第１
実施形態の補機駆動プーリは、内方部材としての回転軸
１、外方部材としてのプーリ部材２を有する。上記回転
軸１の中央部分に一段大径の大径部３が形成され、その
大径部３の外径面の周方向に一定間隔をおいて６個所の
カム面が形成される。各カム面４は、図１（ａ）に示す
ように六角形の各辺を緩やかに凹入させ、かつ６個所の
頂点を緩やかな凸面に形成させたものであり、左右いず
れの回転方向に対しても同一形状をなしている。

【００１１】プーリ部材２の外周面には周方向に細かい
凸条５が形成され、ベルトがこの面に掛けられる。プー
リ部材２の内周面にはバネ保持器６が一体に嵌入され
る。バネ保持器６は、前記のカム面４に対向した位置に
径方向のポケット７が形成され、またそのポケット７の
形成部分の両側に玉軸受８の嵌入部９が形成される。

【００１２】上記の各嵌入部９と回転軸１の前記大径部
の両側との間に、それぞれ玉軸受８が介在される。ま
た、前記バネ保持器６のポケット７にコイルバネ１１が
収納され、そのコイルバネ１１とカム面４との間にトル
ク伝達部材としてのボール１２が介在される。

【００１３】第１実施形態の補機駆動プーリは以上のご
ときものであり、エンジンのクランク軸からのトルクは
回転軸１に伝達され、プーリ部材２に掛けられたベルト
を介して補機に伝達される。この場合、回転軸１の回転
数が所定値以下にあるときは、回転軸１のトルクは、カ
ム面４にコイルバネ１１の押圧力で押圧されたボール１
２及びコイルバネ１１を介してプーリ部材２に伝達さ
れ、更にベルトを介して補機に伝達される。

【００１４】しかし、回転軸１の回転数が増大すると、
ボール１２に作用する遠心力が大きくなってコイルバネ
１１を圧縮してボール１２が外方へ移動し、カム面４に
対する押圧力が低減するため、回転軸１は空転し、トル
クの伝達が遮断される。これにより、プーリ部材２の回
転数が減少し、ボール１２に対する遠心力が低下してボ
ール１２がカム面４に所定の押圧力で係合する。その結
果再びトルクの伝達が行われる。このようにして、補機
の回転数が一定以上に上昇することが制限される。

【００１５】なお、上記の作用は、回転軸１の回転方向
が正逆いずれの方向であっても同様である。

【００１６】図２（ａ）、（ｂ）に示した第２実施形態
は、前記のボール１２に代えてころ１３を用い、またコ
イルバネ１１に代えて板バネ１４を用いたものであり、
その他の構成は第１実施形態と同様である。

【００１７】図３（ａ）、（ｂ）に示した第３実施形態
は、回転軸１の大径部３の外径面にヘリングボーン状の
細かい溝による摩擦面１５が形成される。上記大径部３
に対向したプーリ部材２の内径面にバネ保持器６が嵌合
され、そのバネ保持器６の両側に間隔ピース１６が嵌合
される。上記の各間隔ピース１６と、大径部３の両側の
回転軸１との間に玉軸受８が介在される。

【００１８】前記のバネ保持器６は、図３（ａ）に示す
ように、一定間隔をおいてポケット７が所要数設けら
れ、各ポケット７に板バネ１４が収納される。

【００１９】上記回転軸１の大径部３の外周面にリング
ウエイト１７が嵌合される。このリングウエイト１７
は、周方向の１個所に切離し部１８が設けられており、
その切離し部１８の存在により径方向に弾性変形が可能
となっている。また、そのリングウエイト１７の内周面
には摩擦材１９がライニングされている。

【００２０】上記のリングウエイト１７の外周面に前記
の板バネ１４のバネ力が作用することにより、摩擦材１
９が大径部３の摩擦面１５に押し当てられる。

【００２１】上記の各玉軸受８の外輪の内端面と、リン
グウエイト１７の両端面、間隔ピース１６及び大径部３
とによって囲まれたオイル封入空間２１が形成される。
上記玉軸受８の内端面にシール部材２２が装着され、そ
のシール部材２２によって玉軸受８の内部と前記のオイ
ル封入空間２１とが仕切られる。そのオイル封入空間２
１に潤滑オイルが封入される。その潤滑オイルは摩擦面
１５の全体を浸す。

【００２２】第３実施形態の補機駆動プーリは以上のご
ときものであり、回転数が所定値以下にあるときは、板
バネ１４のバネ力によって押圧されたリングウエイト１
７の摩擦材１９が摩擦面１５に押圧され、所定の摩擦力
が生じる。このため、回転軸１のトルクがプーリ部材２
に伝達される。回転軸１の回転数が増大し、リングウエ
イト１７に作用する遠心力が増大すると該リングウエイ
ト１７が拡径し、摩擦力が低減して空転を生じる。これ
によりトルクの伝達が遮断される。

【００２３】また、プーリ部材２の回転数が低下する
と、リングウエイト１７に作用する遠心力も小さくなっ
て、摩擦力を回復し、再びトルクの伝達が行われる。

【００２４】なお、摩擦面１５のまわりに封入された潤
滑オイルは、空転時の発熱を防止する。

【００２５】図４（ａ）、（ｂ）に示した第４実施形態
は、前記の第３実施形態における板バネ１４とそのバネ
保持器６に代えて、環状の波形バネ２３をプーリ部材２
とリングウエイト１７との間に介在してリングウエイト
１７にバネ力を作用させるようにしたものである。その
他の構成及び作用は第３実施形態と同じである。

【００２６】図５及び図６に示した第５実施形態の補機
駆動プーリは、回転軸１の中央部分に所定の間隔をおい
て５枚の固定ツバ２４が形成され（図６参照）、その固
定ツバ２４のうちの両端のものの外端面に回転軸１の外
径面に挿入された玉軸受８の内端面が押し当てられる。
またプーリ部材２の内径面の両端部に間隔ピース１６が
嵌入され、その間隔ピース１６の内径面に上記の玉軸受
８が嵌入される。

【００２７】上記の両方の間隔ピース１６の間のプーリ
部材２内径面にバネ保持器６が嵌合される。このバネ保
持器６は、図５に示すように環状のものであるが、その
内径面の周方向四等分位置に内方へ突き出した三角形の
案内突起２５が設けられる。この案内突起２５は、軸方
向には、図６に示すように中央部分の３枚の固定ツバ２
４に対向して一定間隔をおいて並列に形成され、各案内
突起２５の２辺の傾斜辺２６、２６’は、回転軸１の中
心Ｏで直交する２つの直線Ａ、Ｂの各一つと平行に形成
される。

【００２８】上記の周方向四等分位置に設けられた案内
突起２５相互間に３個所のポケット７が設けられる。こ
のポケット７は軸方向には、前記の固定ツバ２４相互間
の間隔に対向して４個所一定間隔をおいて並列に形成さ
れる。但し、両端２個所のポケット７は両端面に開放さ
れており、その開放面が間隔ピース１６の内端面で閉塞
されることによりポケット７を形成する。上記の各ポケ
ット７にコイルバネ１１が収納される。

【００２９】また、前記の周方向四等分位置の案内突起
２５相互間の間隔に対応した周方向に４枚及び軸方向に
４枚、合計１６枚の可動板２７が各固定ツバ２４相互間
の間隔部分に、径方向にスライド可能となるよう所要の
すき間を設けて収納される。

【００３０】上記の可動板２７の断面形状は、図５に示
すようにＴ字形をなし、その脚部分が固定ツバ２４の間
に挿入され、頭部分に前記のコイルバネ１１が押し当て
られる。また、各可動板２７の両側辺と外周辺のコーナ
部分は、その両側の案内突起２５の傾斜辺２６、２６’
の間に嵌合するように平行な案内辺３０が形成される。

【００３１】上記の固定ツバ２４相互の間隔を含む空間
２９は、玉軸受８の間隔ピース１６によって囲まれてお
り、その内部にシリコンオイル等の粘性流体が封入され
る。

【００３２】なお、上記の空間２９と玉軸受８の内部と
を仕切るために、玉軸受８の内端にシール部材２２が装
着される。

【００３３】第５実施形態の補機駆動プーリは以上のご
ときものであり、所定の回転数以下の場合は、回転軸１
の固定ツバ２４と可動板２７との対向面積が十分広く、
かつその対向面間に粘性流体が存在するため、所要の大
きさの粘性抵抗が生じる。これにより、回転軸１のトル
クが可動板２７、バネ保持器６を介してプーリ部材２に
伝達される。

【００３４】回転数が増大して可動板２７に作用する遠
心力が増大すると、可動板２７がコイルバネ１１を圧縮
し外径方向に移動する。このため、固定ツバ２４と可動
板２７との対向面積が減少しこれに応じて粘性抵抗も減
少するため空転が生じ、トルクの伝達が遮断される。

【００３５】また、プーリ部材２の回転数が低減する
と、可動板２７に作用する遠心力も小さくなって粘性抵
抗が大きくなるので、再びトルクの伝達が行われる。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、この発明は補機に入力さ
れる回転数が一定以上増大するとトルクの伝達を遮断す
るようにしたものであるから、補機の回転数は常に所定
値以下に制御される。しかも、上記のように回転数を制
御する機構をプーリ内に組込んだことにより、エンジン
ルームの実装空間に影響を与えることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）第１実施形態の縦断正面図 （ｂ）同上の一部縦断側面図

【図２】（ａ）第２実施の形態の一部縦断正面図 （ｂ）同上の一部縦断側面図

【図３】（ａ）第３実施形態の縦断正面図 （ｂ）同上の縦断側面図

【図４】（ａ）第４実施形態の縦断正面図 （ｂ）同上の縦断側面図

【図５】第５実施形態の縦断正面図

【図６】同上の縦断側面図

【符号の説明】

１ 回転軸 ２ プーリ部材 ３ 大径部 ４ カム面 ５ 凸条 ６ バネ保持器 ７ ポケット ８ 玉軸受 ９ 嵌入部 １１ コイルバネ １２ ボール １３ ころ １４ 板バネ １５ 摩擦面 １６ 間隔ピース １７ リングウエイト １８ 切離し部 １９ 摩擦材 ２１ オイル封入空間 ２２ シール部材 ２３ 波形バネ ２４ 固定ツバ ２５ 案内突起 ２６、２６’ 傾斜辺 ２７ 可動板 ２９ 空間 ３０ 案内辺

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プーリ外方部材とプーリ内方部材との間
   に転がり軸受を組込んでなる補機駆動プーリにおいて、
   上記プーリ外方部材の内径面に環状のバネ保持器を組込
   み、上記バネ保持器の内径面に一定間隔のポケットを設
   けると共に、各ポケットにバネを収納し、上記プーリ内
   方部材の外径面に上記各ポケットに対向したカム面を形
   成し、上記カム面とバネとの間にボール、ころ等のトル
   ク伝達部材を介在したことを特徴とする補機駆動プー
   リ。
2. 【請求項２】 プーリ外方部材とプーリ内方部材との間
   に転がり軸受を組込んでなる補機駆動プーリにおいて、
   上記プーリ外方部材の内径面にバネを組込み、上記プー
   リ内方部材の外径面に上記バネと対向した摩擦面を形成
   し、上記摩擦面と上記バネとの間に、一部に切離し部を
   有し且つ内面に摩擦材をライニングしたウエイトリング
   を介在したことを特徴とする補機駆動プーリ。
3. 【請求項３】 プーリ外方部材とプーリ内方部材との間
   に転がり軸受を組込んでなる補機駆動プーリにおいて、
   上記プーリ内方部材の外周面に所定の間隔をおいた複数
   の固定ツバを形成し、上位固定ツバの間隔に周方向に複
   数枚の可動板を径方向にスライド自在に収納し、上記各
   可動板に対向したバネ収納凹部を有するバネ保持器を上
   記プーリ外方部材の内径面に組込み、各バネ収納凹部に
   収納したバネを上記各可動板の外径端面に接触せしめ、
   上記可動板と固定ツバとの対向間隙を含む空間に粘性流
   体を封入したことを特徴とする補機駆動プーリ。