JP2007205379A - プーリ - Google Patents

Abstract

【課題】回転変動の吸収機能を向上させることができるプーリを提供する。
【解決手段】回転軸３に固定されるハブ５と、ハブ５の外周に回転可能に設けられる筒状のプーリ本体７と、プーリ本体７とハブ５との間のトルクを伝達するトルク伝達手段９とを備え、ハブ５は内周面に回転軸３が固定される筒状の円筒部１１を備え、プーリ本体７は筒状に形成され、プーリ本体７の内周面と円筒部１１の外周面とが離間して空間部１３が形成され、トルク伝達手段９は、空間部１３に収容され、一端部がプーリ本体７に固定され他端部がハブ５に固定されたスプリング１５とした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、巻掛け伝動機構に使用され、駆動側の回転変動に起因するベルトの張力変動を吸収できるプーリに関する。

特許文献１に、エンジンのトルクをベルトを介して補機（エアーコンディショナ、パワーステアリング、オルタネータ、ウォータポンプ等）に入力する補機駆動用プーリが記載されている。

この補機駆動用プーリは、補機の入力軸に固定されるハブと、ハブの外周に相対的に回動可能に設けられたプーリ本体と、プーリ本体とハブとの間のトルクの伝達を行うトルク伝達手段とで構成され、トルク伝達手段は弾性部材を備えている。

このような補機駆動用プーリでは、ベルトを介してプーリ本体に伝達された回転変動を含むトルクが弾性部材を介してハブ及び回転軸に伝達されることになるので、その回転変動を弾性部材の弾性変形によって吸収して補機側の入力軸にトルクを伝えることができる。従って、プーリ本体に巻回するベルトにかかる張力の変動を低減することができるので、ベルトの寿命の向上を図ることができる。
特開２００４−２３２７７８号公報（図１）

上記のような補機駆動用プーリでは、トルク伝達手段は、ハブに形成されたハブ側突部と、プーリ本体に形成されたプーリ側突部と、ハブ側突部とプーリ側突部とで形成された空間部に収容される弾性部材とで構成されている。このような補機駆動用プーリに用いられる弾性部材は、ゴム材などで形成されている。

しかしながら、上記のような補機駆動用プーリに用いられる弾性部材では、過大なトルクが入力されると弾性部材が潰れてしまい、弾性部材のばね定数が著しく上昇してしまう。このため、過大なトルクが入力されると弾性部材の変動吸収機能が働かなくなってしまう可能性がある。

そこで、この発明は、回転変動の吸収機能を向上させることができるプーリの提供を目的としている。

請求項１の発明は、回転軸に固定されるハブと、該ハブの外周に回転可能に設けられる筒状のプーリ本体と、該プーリ本体と前記ハブとの間のトルクを伝達するトルク伝達手段とを備えたプーリであって、前記ハブは内周面に前記回転軸が固定される筒状の円筒部を備え、前記プーリ本体は筒状に形成され、該プーリ本体の内周面と前記円筒部の外周面とが離間して空間部が形成され、前記トルク伝達手段は、前記空間部に収容され、一端部が前記プーリ本体に固定され他端部が前記ハブに固定されたスプリングであることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載のプーリであって、前記スプリングは、該スプリングに過大なトルクが前記ハブ又は前記プーリ本体に入力されると、スプリングが縮径して前記円筒部の外周面と当接する、又はスプリングが拡径して前記プーリ本体の内周面と当接する当接制御部が形成されていることを特徴とする。

請求項１のプーリは、トルク伝達手段として、従来のゴム材などから形成された弾性部材ではなく、スプリングを用いているので、過大なトルクが入力されても、トルクに対するばね定数の変化が小さいため、変動吸収は安定している。従って、プーリ本体側又はハブ側の回転変動を吸収することができ、回転変動の吸収機能を向上させることができる。

また、スプリングは、一端部がプーリ本体に固定され、他端部がハブに固定されてプーリ本体とハブ間のトルクを伝達しているので、プーリ本体及びハブにトルクを伝達するための突部等の伝達部分を設ける必要がなく、プーリの構成を簡略化することができると共に、プーリ本体側及びハブ側の両方向の回転変動を吸収することができる。

請求項２のプーリは、スプリングにはスプリングに過大なトルクが入力されると縮径又は拡径して、ハブの円筒部の外周面又はプーリ本体の内周面と当接する当接制御部が形成されているので、スプリングに過大なトルクが入力されると当接制御部がストッパ機能として働き、スプリングがそれ以上変形することができなくなる。このため、スプリングに過大なトルクが入力されても、スプリングはそれ以上変形せず、スプリングの損傷を抑えることができる。

図１〜図３を用いて実施形態について説明する。

本実施形態のプーリ１は、回転軸３に固定されるハブ５と、ハブ５の外周に回転可能に設けられる筒状のプーリ本体７と、プーリ本体７とハブ５との間のトルクを伝達するトルク伝達手段９とを備えている。さらに、ハブ５は内周面に回転軸３が固定される筒状の円筒部１１を備え、プーリ本体７は筒状に形成され、プーリ本体７の内周面と円筒部１１の外周面とが離間して空間部１３が形成され、トルク伝達手段９は、空間部１３に収容され、一端部がプーリ本体７に固定され他端部がハブ５に固定されたスプリング１５となっている。なお、スプリング１５は、いわゆるコイルスプリングが設けられている。

図１、図２に示すように、ハブ５は、内周面に回転軸３の先端部が螺合によって固定される円筒状の円筒部１１と、円筒部１１の一側の端部に一体的に形成された円板部１７とを備えている。円板部１７の中心部には、回転軸３を螺合する際に使用する治具が挿入される６角孔１９が形成されている。また、円板部１７には、後述するトルク伝達手段９であるスプリング１５の固定部３９を固定する固定孔２１が形成されている。さらに、円筒部１１の他側の外周面と回転軸３に圧入されるカラー２３の外周面に、軸受２５のインナレース２７が圧入されている。

プーリ本体７は、筒状に形成され、外周面にベルト（不図示）が巻掛けられるリム部２９と、内周面にスペーサ３１が圧入されて固定される固定凹部３３とを備えている。プーリ本体７は、ハブ５の円筒部１１の外周に離間して配置されている。そして、ハブ５の円筒部１１の外周面とプーリ本体７の内周面によって空間部１３が形成されている。また、プーリ本体７の一側の内周面には、軸受２５のアウタレース３５が圧入され、このアウタレース３５と固定凹部３３によってスペーサ３１を固定している。さらに、スペーサ３１には、スプリング１５の固定部３９を固定する固定孔３７が形成され、空間部１３には、トルク伝達手段９であるスプリング１５が収容されている。

スプリング１５は、両端部にスプリング引掛け部としてのハブ５の固定孔２１とスペーサ３１の固定孔３７に固定される固定部３９、３９が形成されている。この固定部３９、３９とハブ５及びスペーサ３１の固定孔２１、３７によって、ハブ５とプーリ本体７間のトルクの伝達がなされている。なお、スプリング引掛け部の形状は、孔に限定されず、スプリング１５の両端部が固定できるのであれば、どの様な形状でも良い。また、スプリング１５は、ハブ５とプーリ本体７間に回転差が生じると、縮径又は拡径するように設定されており、スプリング１５のコイル部の内径側と外径側が、当接制御部４１、４１として形成されている。この当接制御部４１、４１は、ハブ５とプーリ本体７間にスプリング１５による回転変動吸収機能が働かなくなる程の過大なトルクが入力され、スプリング１５が縮径した場合、ハブ５の円筒部１１の外周面と当接し、スプリング１５が拡径した場合、プーリ本体７の内周面と当接する。これにより、スプリング１５による回転変動吸収機能が働かなくなる程の過大なトルクが入力されると当接制御部４１、４１がストッパ機能として働き、スプリング１５がそれ以上変形することができなくなる。なお、スプリング１５の特性は、スプリング１５の巻数、線の太さなどによって調整することができる。また、スプリング１５にグリスの塗布及びテフロン（登録商標）等によるコーティングを施すことでスプリング同士の接触による異音、摩擦を防止することができる。

このように構成されたプーリ１は、駆動側プーリ（不図示）の回転によってベルト（不図示）に移動力が作用すると、ベルト（不図示）との摩擦力によってプーリ１のプーリ本体７にトルクが伝達される。そして、プーリ本体７からスプリング１５を介してハブ５にトルクを伝達する。このハブ５の回転によって補機（不図示）側の回転軸３が回転される。

この回転伝達過程にあって、駆動側の回転に回転変動が発生すると、この回転変動にベルト（不図示）が追従するように移動速度を変動させる。一方、ハブ５及び回転軸３は慣性によって一定回転数で回転しようとするので、ベルト（不図示）には張力の変動が生じることになる。しかし、プーリ本体７の回転に回転変動があるとスプリング１５が弾性変形してその回転変動を吸収しつつハブ５に回転を伝達する。

ここで、図３に、従来のゴム材などからなる弾性体と、スプリング１５の捩れ角とトルクの関係を示す。弾性体では、過大なトルクが入力されたときや捩れ角が大きくなると、ばね定数が急に大きくなるため、捩れ角に対するトルクの傾斜がきつくなっており、回転変動の吸収機能が働く範囲が狭くなっている。これに対して、スプリング１５では、過大なトルクが入力されたときや捩れ角が大きくなっても、ばね定数が安定し、捩れ角に対するトルクの傾斜は緩やかになっており、回転変動の吸収機能が働く範囲が、従来の弾性体に対して、非常に広くなっている。このため、スプリング１５では、従来の弾性体では吸収できなかった範囲の回転変動を吸収することができる。

このようなプーリ１では、トルク伝達手段９として、従来のゴム材などから形成された弾性体ではなく、スプリング１５を用いているので、過大なトルクが入力されても、ばね定数は安定しており、プーリ本体７側又はハブ５側の回転変動を吸収することができ、回転変動の吸収機能を向上させることができる。

また、スプリング１５によって、プーリ本体７とハブ５間のトルクを伝達しているので、プーリ本体７及びハブ５にトルクを伝達するための突部等の伝達部分を設ける必要がなく、スプリング１５のみでトルクを伝達することができ、プーリ１の構成を簡略化することができる。

さらに、スプリング１５は、両端部の固定部３９、３９がプーリ本体７とハブ５に固定されているので、プーリ本体７側及びハブ５側の両方向の回転変動を吸収することができる。

また、スプリング１５には、スプリング１５による回転変動吸収機能が働かなくなる程の過大なトルクが入力されると縮径又は拡径して、ハブ５の円筒部１１の外周面又はプーリ本体７の内周面と当接する当接制御部４１、４１が形成されているので、スプリング１５による回転変動吸収機能が働かなくなる程の過大なトルクが入力されると当接制御部４１、４１がストッパ機能として働き、スプリング１５がそれ以上変形することができなくなる。このため、スプリング１５による回転変動吸収機能が働かなくなる程の過大なトルクが入力されても、スプリング１５はそれ以上変形せず、スプリング１５の損傷を抑えることができる。

本実施形態を示し、プーリの斜視図である。 本実施形態を示し、プーリの断面図である。 捩れ角とトルクの変化を表す図である。

符号の説明

１…プーリ
３…回転軸
５…ハブ
７…プーリ本体
９…トルク伝達手段
１３…空間部
１５…スプリング
２１…固定孔
３１…スペーサ
３７…固定孔
３９…固定部
４１…当接制御部

Claims (2)

1. 回転軸に固定されるハブと、該ハブの外周に回転可能に設けられる筒状のプーリ本体と、該プーリ本体と前記ハブとの間のトルクを伝達するトルク伝達手段とを備えたプーリであって、
   前記ハブは内周面に前記回転軸が固定される筒状の円筒部を備え、前記プーリ本体は筒状に形成され、該プーリ本体の内周面と前記円筒部の外周面とが離間して空間部が形成され、
   前記トルク伝達手段は、前記空間部に収容され、一端部が前記プーリ本体に固定され他端部が前記ハブに固定されたスプリングであることを特徴とするプーリ。
2. 請求項１記載のプーリであって、
   前記スプリングは、該スプリングに過大なトルクが前記ハブ又は前記プーリ本体に入力されると、スプリングが縮径して前記円筒部の外周面と当接する、又はスプリングが拡径して前記プーリ本体の内周面と当接する当接制御部が形成されていることを特徴とするプーリ。
   

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