WO2009142139A1

WO2009142139A1 - プーリユニット

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Publication number: WO2009142139A1
Application number: PCT/JP2009/058998
Authority: WO
Inventors: 牧野　智昭
Original assignee: Ntn株式会社
Priority date: 2008-05-20
Filing date: 2009-05-14
Publication date: 2009-11-26

Abstract

　プーリ（１）の内側に組込まれて軸受（４）により相対的に回転自在に支持されたプーリハブ（３）の外径面にフランジ（７）と止め輪（８）を設け、これらの間に、プーリに回り止めされ、止め輪（８）によって軸方向外方への移動が阻止される固定カムディスク（９）と、プーリハブ（３）に対して回転可能に、かつ、軸方向に移動可能に支持された可動カムディスク（１０）とを組込み、その固定カムディスク９と可動カムディスク１０の対向面間にトルクカム（１４）を設け、可動カムディスク（１０）とフランジ（７）間に、プーリハブ（３）に対して回り止めされ、可動カムディスク（１０）との間で摩擦クラッチを形成する摩擦プレート（１８）と、その摩擦プレート（１８）を可動カムディスク（１０）に向けて付勢する弾性部材（２１）を組込む。これにより、可動カムディスク（１０）に負荷される軸力の反力をフランジ（７）およびワッシャ（１１）で受けて、軸受（４）では受けないようにする。

Description

プーリユニット

　この発明は、主として、エンジンを駆動源とするオルタネータ等のエンジン補機の回転軸上に取付けて使用するプーリユニットに関する。

　一般に、エンジンのクランクシャフトの回転をベルト伝動装置によってエンジン補機の回転軸に伝えるようにした補機駆動装置においては、エンジンを急減速した場合、エンジン補機の回転軸に取付けられたプーリも急減速しようとする。

　このとき、エンジン補機がオルタネータの場合、そのオルタネータの回転軸は慣性力が大きいため、その回転軸に取付けられたプーリは一定の速度で回り続けようとし、クランクシャフト上のプーリとオルタネータの回転軸上のプーリとの間で大きな回転速度差が生じ、ベルトの張力が増大して破損し易くなる。

　また、クランクシャフトは、エンジンの間歇的な気筒内燃焼や往復動するピストンの慣性力の影響を受けて１回転中に角速度が変動しており、その角速度の変動に起因してクランクシャフト上のプーリとベルトとの間で滑りが生じ、その滑りによってベルトが摩耗し、耐久性が低下することになる。

　そのような不都合を解消するため、特許文献１では、エンジン補機の回転軸上に設けられるプーリ内に一方向ローラクラッチを組込んだクラッチ内蔵型プーリ装置を提案している。

　上記のクラッチ内蔵型プーリ装置をエンジン補機の回転軸上に取付けることによって、プーリの回転速度がエンジン補機の回転軸の回転速度より低下すると、一方向ローラクラッチの係合が解除されてプーリがフリー回転するため、ベルトの張力増加を防止することができると共に、プーリとベルトの相互間における滑りを防止することができ、ベルトの耐久性の低下を抑制することができる。

　ところで、上記のようなクラッチ内蔵型プーリ装置においては、一方向ローラクラッチがロック解除状態からロック状態に切換わる時、ローラが外輪と内輪の対向面に急激に噛み込むため、プーリの回転速度変動を効果的に吸収することができず、ベルト張力の低減効果は充分と言えない。

　そのような不都合を解消するため、特許文献２に記載された動力伝達装置においては、プーリとロータ軸の対向面間にプーリに対して回り止めされ、軸方向に移動可能な第１環状レースと、ロータ軸に対して回転自在に支持された第２環状レースとを組込み、その第１環状レースをコイルばねの押圧により第２環状レースに向けて付勢し、第２環状レースの背面側に上記コイルばねの押圧により第２環状レースとロータ軸とをクラッチ接続する摩擦クラッチを設け、上記プーリに回転速度変動が生じた際に、第１環状レースと第２環状レースの対向面に形成した円弧状斜面のカム作用により第１環状レースを第２環状レースから離反する方向に移動させ、その第１環状レースの軸方向への移動とコイルばねの圧縮とによって上記回転速度変動を吸収するようにしている。

特開２００３－２３２４３３号公報特開２００６－３８１８３号公報

　ところで、特許文献２に記載された動力伝達装置においては、プーリとロータ軸とを相対的に回転自在に支持する転がり軸受により第２環状レースと摩擦クラッチとを軸方向に位置決めする構成であり、その転がり軸受によってコイルばねの押圧力を受けると共に、円弧状斜面のカム作用によって第１環状レースに負荷される軸方向力の反力を受けるようにしているため、転がり軸受の耐久性を低下させるという不都合がある。

　この発明の課題は、プーリとプーリハブを相対的に回転自在に支持する軸受の耐久性の低下を抑制することができるようにしたプーリユニットを提供することである。

　上記の課題を解決するために、第１の発明においては、プーリとその内側に組込まれたプーリハブを、その両部材の一方の端部間に組込まれた軸受によって相対的に回転自在に支持し、前記プーリハブの外径面に２つの突出部を軸方向に間隔をおいて設け、その２つの突出部間に、前記プーリに回り止めされ、一方の突出部によって軸方向外方への移動が阻止される固定カムディスクと、プーリハブに対して回転可能に、かつ、軸方向に移動可能に支持された可動カムディスクとを組込み、その固定カムディスクと可動カムディスクの対向面間に、両カムディスクの一方向への相対回転により可動カムディスクを固定カムディスクから離反する方向に移動させ、他方向への相対回転時に前記両カムディスクを回転方向に係合させるトルクカムを設け、前記可動カムディスクと他方の突出部間に、前記プーリハブに対して回り止めされ、可動カムディスクとの間で摩擦クラッチを形成する軸方向に移動可能な摩擦プレートと、前記可動カムディスクが固定カムディスクから離反する移動時に摩擦プレートで押されて弾性変形して摩擦クラッチを結合状態とする弾性部材を組込んだ構成を採用したのである。

　上記の構成からなるプーリユニットにおいて、プーリの回転停止状態では、可動カムディスクと摩擦プレートで形成される摩擦クラッチは滑りが生じる結合解除状態にある。

　上記の状態からプーリに正回転方向の回転トルクが入力されると、固定カムディスクと可動カムディスクが一方向に相対回転する。その相対回転によりトルクカムが作用し、可動カムディスクが固定カムディスクから離反する方向に移動する。また、摩擦プレートも可動カムディスクと共に移動して弾性部材を弾性変形させる。その弾性部材の弾性変形によって摩擦プレートは可動カムディスクに強く押し付けられることになり、その摩擦プレートと可動カムディスクとで形成される摩擦クラッチが結合状態となる。

　このため、プーリの回転は、固定カムディスクからトルクカムを介して可動カムディスクに伝達されると共に、その可動カムディスクから摩擦プレートを介してプーリハブに伝達されて、プーリハブがプーリと同方向に回転する。

　プーリからプーリハブへの回転伝達状態において、プーリに回転変動が生じると、固定カムディスクと可動カムディスクが相対回転し、トルクカムが作用して可動カムディスクが軸方向に移動し、摩擦プレートからの押圧により弾性部材が弾性変形する。その弾性部材の弾性変形によってプーリの回転変動が吸収され、プーリハブにその回転変動が伝達されるのが防止されると共に、摩擦クラッチは結合状態に維持される。

　また、プーリが停止すると、慣性力によるプーリハブの回転によりトルクカムは可動カムディスクの押圧を解除する状態に戻り、弾性部材は伸張して押圧力が弱くなり、可動カムディスクと摩擦プレートとで形成される摩擦クラッチは結合解除状態となって、その可動カムディスクと摩擦プレートの接触部で滑りが生じ、プーリハブは慣性力によって回転を継続する。

　このように、プーリに回転変動が生じると、弾性部材が弾性変形してプーリの回転変動を吸収し、また、プーリが停止すると、可動カムディスクと摩擦プレートの接触部で滑りが生じてプーリハブは慣性力によって回転を継続するため、ベルトの張力が急激に増大するというようなことはなく、また、プーリとベルトの相互間でスリップが生じるという不都合の発生はない。

　ここで、プーリハブの外径面に可動カムディスクの軸方向の移動量をトルクカムによって移動される可動カムディスクの最大移動量の範囲内に規制するストッパを設けると、トルクカムの乗り上げを防止し、弾性部材の過大な撓みによる耐久性の低下を抑制することができる。

　また、固定カムディスクと一方の突出部間に、プーリハブに対して回り止めされた第２の摩擦プレートを設けると、プーリからの伝達トルクを２枚の摩擦プレートのそれぞれからプーリハブに伝達することができるため、摩擦プレート１つ当たりの伝達動力の低減化を図ることができ、摩擦プレートの摩耗や焼付きの防止に効果を挙げることができる。

　また、トルクカムの伝達トルクも小さくできるため、接触部の面圧を低減し、耐久性の低下を抑制することができる。さらに、可動カムディスクから弾性部材に負荷される荷重も低減するため、弾性部材の耐久性の低下も抑制することができる。

　さらに、摩擦クラッチを形成する可動カムディスクと摩擦プレートの対向面における少なくとも一方、および、固定カムディスクと第２の摩擦プレートの対向面における少なくとも一方に摩擦材を接着しておくと、各接触部での摩擦係数を高めることができるため、伝達トルクの容量を増加させることができる。また、逆に、摩擦プレートに負荷する押圧力の低減を図り、摩擦プレートの耐久性の低下を抑制することができる。

　また、固定カムディスクの内径面とプーリハブの外径面間にラジアル軸受を組込み、あるいは、一方の突出部と固定カムディスクの対向面間に軸受保持部材を設け、その軸受保持部材の外径面とプーリの内径面間にラジアル軸受を組込むと、そのラジアル軸受とプーリの一端部に設けられた軸受のそれぞれによってプーリに負荷されるラジアル荷重を受けることができるため、荷重支持の安定化を図ることができる。

　上記の課題を解決するために、第２の発明においては、プーリとその内側に組込まれたプーリハブを、その両部材の一方の端部間に組込まれた軸受によって相対的に回転自在に支持し、前記プーリの内径面に２つの突出部を軸方向に間隔をおいて設け、その２つの突出部間に、前記プーリハブに回り止めされ、一方の突出部によって軸方向外方への移動が阻止される固定カムディスクと、プーリに対して回転可能に、かつ、軸方向に移動可能に支持された可動カムディスクとを組込み、その固定カムディスクと可動カムディスクの対向面間に、両カムディスクの一方向への相対回転により可動カムディスクを固定カムディスクから離反する方向に移動させ、他方向への相対回転時に前記両カムディスクを回転方向に係合させるトルクカムを設け、前記可動カムディスクと他方の突出部間に、前記プーリに対して回り止めされ、可動カムディスクとの間で摩擦クラッチを形成する軸方向に移動可能な摩擦プレートと、前記可動カムディスクが固定カムディスクから離反する移動時に摩擦プレートで押されて弾性変形して摩擦クラッチを結合状態とする弾性部材を組込んだ構成を採用している。

　上記の構成からなる第２の発明において、プーリの回転停止状態では、可動カムディスクと摩擦プレートで形成される摩擦クラッチは滑りが生じる結合解除状態にある。

　上記の状態からプーリに正回転方向の回転トルクが入力されると、摩擦プレートが回転し、その摩擦プレートと可動カムディスクの接触部に作用する摩擦抵抗により、可動カムディスクも摩擦プレートと共に回転する。

　このとき、可動カムディスクは固定カムディスクに対して相対回転するため、トルクカムが作用し、可動カムディスクが固定カムディスクから離反する方向に移動する。また、摩擦プレートも可動カムディスクと共に移動して弾性部材を弾性変形させる。その弾性部材の弾性変形によって摩擦プレートは可動カムディスクに強く押し付けられることになり、その摩擦プレートと可動カムディスクとで形成される摩擦クラッチが結合状態となる。

　このため、プーリの回転は、摩擦プレートから可動カムディスクに伝達されると共に、トルクカムおよび固定カムディスクを介してプーリハブに伝達されて、プーリハブがプーリと同方向に回転する。

　第１の発明および第２の発明に係るプーリユニットにおいて、トルクカムは、周方向に下り勾配を持って傾斜する傾斜カム面およびその傾斜カム面の低所端に連続して形成された係合面を溝底に有し、前記傾斜カム面の勾配が逆向きとなるよう固定カムディスクと可動カムディスクの対向面それぞれに形成された対向一対のカム溝と、その対向一対のカム溝間に組込まれたボールまたはローラとからなるものであってもよく、あるいは、周方向に下り勾配をもって傾斜する傾斜カム面およびその傾斜カム面の低所端に連続して形成された係合面を溝底に有するカム溝と、そのカム溝に適合するカム突起とからなるものであってもよい。

　また、第１の発明および第２の発明に係るプーリユニットにおいて、一方の突出部と固定カムディスクの対向面間にスラスト軸受を組込むと、一方の突出部からプーリハブに伝達される回転トルクの低減化を図ることができるため、トルクカムに伝達されるトルクの安定化を図ることができ、回転速度変動の吸収性能をより高めることができる。

　第１の発明においては、プーリハブの外径面に形成された２つの突出部によって可動カムディスクに摩擦プレートを押し付ける弾性部材の押圧力やトルクカムの作用によって可動カムディスクに負荷される軸方向力を受けるようにしたので、プーリとプーリハブとを相対的に回転自在に支持する軸受に上記押圧力や軸方向力が負荷されるようなことがなく、軸受の耐久性の低下を抑制することができる。

　また、第２の発明においては、プーリの内径面に形成された２つの突出部によって可動カムディスクに摩擦プレートを押し付ける弾性部材の押圧力やトルクカムの作用によって可動カムディスクに負荷される軸方向力を受けるようにしたので、上記第１の発明と同様に、プーリとプーリハブとを相対的に回転自在に支持する軸受に上記押圧力や軸方向力が負荷されるようなことがなく、軸受の耐久性の低下を抑制することができる。

この発明に係るプーリユニットの実施の形態を示す縦断正面図図１のII－II線に沿った断面図（ａ）は、図１に示すトルクカムの断面図、（ｂ）は、トルクカムの作動状態を示す断面図図１の一部分を拡大して示す断面図図４に示すトルクカムの作動状態を示す断面図トルクカムの他の例を示す断面図この発明に係るプーリユニットの第２の実施の形態を示す縦断正面図この発明に係るプーリユニットの第３の実施の形態を示す縦断正面図この発明に係るプーリユニットの第４の実施の形態を示す縦断正面図図９の一部分を拡大して示す断面図図１０に示すトルクカムの作動状態を示す断面図この発明に係るプーリユニットの第５の実施の形態を示す縦断正面図この発明に係るプーリユニットの第６の実施の形態を示す縦断正面図

　以下、この発明の実施の形態を図面に基いて説明する。図１は、この発明に係るプーリユニットの第１の実施の形態を示す。図示のように、プーリ１は複列のＶ溝２を外周面に有し、その内側にはプーリハブ３が組込まれている。プーリ１とプーリハブ３は、その対向する一端部間に組込まれた片シール付きの軸受４によって相対的に回転自在に支持されている。

　プーリ１の他端部内周にはシール部材５の外周部が圧入され、そのシール部材５の内周部に形成されたリップ６がプーリハブ３の他端部外周に弾性接触し、そのシール部材５によってプーリ１の他端部開口が閉塞され、内部に異物が侵入するのが防止されている。

　プーリハブ３の外径面の一端部には軸受４を軸方向に位置決めする突出部としてのフランジ７が設けられている。また、プーリハブ３の他端部外周には突出部としての止め輪８が取り付けられている。

　図４に示すように、フランジ７と止め輪８間には、固定カムディスク９と可動カムディスク１０が組込まれ、その固定カムディスク９と止め輪８間にワッシャ１１が組込まれている。

　固定カムディスク９は、スプライン１２の嵌合によってプーリ１に回り止めされて、そのプーリ１と一体に回転するようになっている。固定カムディスク９および可動カムディスク１０とプーリハブ３の嵌合面間には針状ころ軸受からなるラジアル軸受１３が組込まれ、そのラジアル軸受１３は、前記軸受４とでプーリ１に負荷されるラジアル荷重を支持するようになっている。

　可動カムディスク１０は、上記ラジアル軸受１３によって回転自在に、かつ、軸方向に移動自在に支持され、その可動カムディスク１０と固定カムディスク９の対向面間にトルクカム１４が設けられている。

　図２および図３に示すように、トルクカム１４は、固定カムディスク９と可動カムディスク１０の対向面それぞれに形成された対向一対のカム溝１５、１６と、そのカム溝１５、１６間に組込まれたボール１７とからなる。

　対向一対のカム溝１５，１６は、周方向に下り勾配をもって傾斜する傾斜カム面１５ａ、１６ａと、その傾斜カム面１５ａ、１６ａの低所端に連続する円弧状の係合面１５ｂ、１６ｂを溝底に有し、上記傾斜カム面１５ａ、１６ａの勾配が逆向きとなるようにして固定カムディスク９と可動カムディスク１０の対向面それぞれに形成されている。

　トルクカム１４は、固定カムディスク９と可動カムディスク１０の一方向への相対回転時に、傾斜カム面１５ａ、１６ａに沿ってのボール１７の転がり移動により可動カムディスク１０を固定カムディスク９から離反する方向に移動させるようになっている。また、固定カムディスク９と可動カムディスク１０の他方向への相対回転時に、ボール１７を係合面１５ｂ、１６ｂに係合させて、固定カムディスク９と可動カムディスク１０を回転方向に係合させるようになっている。

　図４に示すように、可動カムディスク１０とフランジ７間には、上記可動カムディスク１０との間で摩擦クラッチを形成する摩擦プレート１８が組込まれている。摩擦プレート１８は、プーリハブ３との嵌合面間に形成されたスプライン１９の嵌合によりプーリハブ３に回り止めされて、プーリハブ３と一体に回転するようになっている。

　摩擦プレート１８には可動カムディスク１０と対向する面に非金属材料を主体とする摩擦材２０が接着による手段によって固着されている。なお、摩擦材２０は可動カムディスク１０にのみ設けるようにしてもよく、摩擦プレート１８と可動カムディスク１０の両方に設けるようにしてもよい。

　摩擦プレート１８とフランジ７間には弾性部材２１が組込まれている。弾性部材２１として、ここでは皿ばねが採用されている。弾性部材２１は、可動カムディスク１０が固定カムディスク９から離反する軸方向への移動時に摩擦プレート１８により押圧されて弾性変形し、その弾性変形により摩擦プレート１８が可動カムディスク１０に押し付けられ、摩擦クラッチが結合状態に切り換えられる。

　プーリハブ３の外径面には、摩擦プレート１８とフランジ７間にリング状のストッパ２２が嵌合され、そのストッパ２２によって可動カムディスク１０の軸方向の移動量はトルクカム１４によって移動される可動カムディスク１０の最大移動量の範囲内に規制されるようになっている。

　第１の実施の形態で示すプーリユニットは上記の構造からなり、エンジン補機としてのオルタネータの駆動に際しては、そのオルタネータの回転軸にプーリハブ３を嵌合して回り止めし、そのプーリユニットのプーリ１とエンジンのクランクシャフトに取付けられたプーリ間にベルトを掛け渡して、クランクシャフトの回転がプーリ１に伝達されるようにする。

　上記のような使用状態において、プーリ１の回転停止状態では、図３（ａ）に示すように、ボール１７はカム溝１５、１６の係合面１５ｂ、１６ｂに係合しており、可動カムディスク１０と摩擦プレート１８で形成される摩擦クラッチは結合解除状態にある。

　上記の状態からプーリ１に正回転方向の回転トルクが入力されると、固定カムディスク９と可動カムディスク１０が、図３（ａ）の矢印で示す方向に相対回転する。その両カムディスク９、１０の一方向への相対回転により、図３（ｂ）に示すように、ボール１７はカム溝１５、１６の傾斜カム面１５ａ、１６ａに沿って転がり移動し、可動カムディスク１０に軸方向の押圧力が負荷されて、可動カムディスク１０が固定カムディスク９から離反する方向に移動する。

　図５は、可動カムディスク１０の移動状態を示し、上記可動カムディスク１０の移動によって弾性部材２１が弾性変形し、可動カムディスク１０と摩擦プレート１８の接触圧が高くなり、摩擦クラッチは結合状態となる。

　このため、プーリ１の回転は、固定カムディスク９からトルクカム１４を介して可動カムディスク１０に伝達されると共に、その可動カムディスク１０から摩擦プレート１８を介してプーリハブ３に伝達され、プーリハブ３がプーリ１と同方向に回転する。

　プーリハブ３への回転トルクの伝達状態において、クランクシャフトの角速度の変化によりプーリ１に回転変動が生じると、固定カムディスク９と可動カムディスク１０が相対回転する。このとき、クランクシャフトの角速度の変化によるプーリ１の回転変動は比較的小さいため、ボール１７は傾斜カム面１５ａ、１６ａに沿って転がり移動する。その転がり移動によって可動カムディスク１０が軸方向に移動し、その可動カムディスク１０と共に移動する摩擦プレート１８からの押圧により弾性部材２１が弾性変形する。その弾性部材２１の弾性変形によってプーリの回転変動が吸収され、プーリハブ３にその回転変動が伝達されるのが防止される。また、摩擦クラッチは結合状態に維持される。

　エンジンを急減速し、あるいは、停止すると、オルタネータの回転軸は慣性力が大きいため、プーリハブ３は回転を続けようとする。慣性力によるプーリハブ３の回転により、可動カムディスク１０は固定カムディスク９に対して図３（ｂ）の矢印で示す方向に相対回転し、ボール１７は、図３（ａ）に示すように係合面１５ｂ、１６ｂに係合する。また、可動カムディスク１０は固定カムディスク９に向けて移動し、その可動カムディスク１０の移動によって弾性部材２１は伸張して押圧力が弱くなり、可動カムディスク１０と摩擦プレート１８とで形成される摩擦クラッチは結合解除状態となって、その可動カムディスク１０と摩擦プレート１８の接触部で滑りが生じ、プーリハブ３は慣性力によって回転を継続する。

　このように、プーリ１に回転変動が生じると、弾性部材２１が弾性変形してプーリ１の回転変動を吸収し、また、プーリ１が急減速し、あるいは、停止すると、可動カムディスク１０と摩擦プレート１８の接触部で滑りが生じてプーリハブ３は慣性力によって回転を継続するため、ベルトの張力が急激に増大するというようなことはなく、また、プーリ１とベルトの相互間でスリップが生じるという不都合の発生はない。

　また、弾性部材２１の押圧力やトルクカム１４の作動によって発生する軸方向力はフランジ７と止め輪８で受けられて、軸受４に負荷されることがなく、また、トルクカム１４の作動によって軸方向に移動する可動カムディスク１０はラジアル軸受１３上を滑り移動するため、そのラジアル軸受１３にも大きな軸方向力が負荷されることもない。このため、軸受４やラジアル軸受１３が破損するようなことは極めて少なく、耐久性に優れたプーリユニットを得ることができる。

　ここで、トルクカム１４の作動によって可動カムディスク１０の軸方向への移動量が必要以上に大きい場合は、ボール１７が固定カムディスク９と可動カムディスク１０の対向面に乗り上げてプーリ１の回転をプーリハブ３に伝達することができなくなるという問題が発生する。

　しかし、図１に示すプーリユニットにおいては、プーリハブ３の外径面上にリング状のストッパ２２を設け、そのストッパ２２によって可動カムディスク１０の軸方向の移動量を制限しているため、ボール１７の乗り上げを防止することができ、プーリ１の回転をプーリハブ３に確実に伝達することができる。

　図３では、トルクカム１４として、カム溝１５、１６とボール１７から成るものを示したが、ボール１７の代わりにローラからなるものであってもよい。また、図６（ｃ）に示すように、固定カムディスク９に、周方向に下り勾配をもって傾斜する傾斜カム面２４ａと、その傾斜カム面２４ａの低所端に連続して形成されて軸方向に向く係合面２４ｂを溝底に有するカム溝２３を形成し、可動カムディスク１０に、そのカム溝２３に適合するカム突起２５を設けた構成からなるものであってもよい。この場合、固定カムディスク９にカム突起を設け、可動カムディスク１０にカム溝を形成するようにしてもよい。図６（ｄ）はトルクカム１４の作動状態を示している。

　図７は、この発明に係るプーリユニットの第２の実施の形態を示す。この実施の形態においては、止め輪８と固定カムディスク９との間に軸受保持部材２６と第２の摩擦プレート２７を組込み、上記軸受保持部材２６の外径面とプーリ１の内径面間にラジアル軸受２８を組込んでいる点でのみ図１に示すプーリユニットと相違している。このため、図１に示すプーリユニットと同一の部品には同一の符号を付して説明を省略する。

　ここで、軸受保持部材２６はプーリハブ３に対して回転自在に支持され、一方、第２の摩擦プレート２７は、プーリハブ３との嵌合面間に形成されたスプライン１９の嵌合によってプーリハブ３に回り止めされている。また、固定カムディスク９の第２の摩擦プレート２７に対する対向面に非金属材料を主体とする摩擦材２９を接着して、対向面での摩擦係数を高めている。

　図７に示すように、第２の摩擦プレート２７を設けることにより、プーリ１からの伝達トルクを２枚の摩擦プレート１８、２７のそれぞれからプーリハブ３に伝達することができるため、摩擦プレート１つ当たりの伝達動力の低減化を図ることができ、摩擦プレート１８、２７の摩耗や焼付きの防止に効果を挙げることができる。

　また、トルクカム１４の伝達トルクも小さくできるため、可動カムディスク１０と摩擦プレート１８の接触部の面圧を低減し、耐久性の低下を抑制することができる。さらに、可動カムディスク１０から弾性部材２１に負荷される荷重も低減するため、弾性部材２１の耐久性の低下も抑制することができる。

　図８は、この発明に係るプーリユニットの第３の実施の形態を示す。この実施の形態では、止め輪８と固定カムディスク９との間に軸受保持部材２６を回転自在に組込み、その軸受保持部材２６の外径面とプーリ１の内径面間にラジアル軸受２８を組込み、上記軸受保持部材２６と固定カムディスク９の対向面間にスラスト軸受３０を組込んでいる点でのみ図１に示すプーリユニットと相違している。このため、図１に示すプーリユニットと同一の部品には同一の符号を付して説明を省略する。

　図８に示すように、固定カムディスク９と軸受保持部材２６の対向面間にスラスト軸受３０を組込むと、止め輪８からプーリハブ３に伝達される回転トルクの低減化を図ることができるため、トルクカム１４に伝達されるトルクの安定化を図ることができ、回転変動の吸収性能をより高めることができる。

　なお、図７および図８に示すように、軸受保持部材２６の外径面とプーリ１の内径面間にラジアル軸受２８を組込むと、そのラジアル軸受２８とプーリ１の一端部に設けられた軸受４のそれぞれによってプーリ１に負荷されるラジアル荷重を受けることができるため、荷重支持の安定化を図ることができる。

　図９乃至図１１は、この発明に係るプーリユニットの第４の実施の形態を示す。この実施の形態においては、図９および図１０に示すように、プーリ１の内径面に突出部としてのフランジ３１と止め輪３２を軸方向に間隔をおいて設け、そのフランジ３１と止め輪３２間に、止め輪３２側から順に、固定カムディスク９、可動カムディスク１０、摩擦プレート１８および弾性部材２１を組込み、上記固定カムディスク９をスプライン３３によりプーリハブ３に対して回り止めし、上記摩擦プレート１８をスプライン３４によりプーリ１に対して回り止めし、かつ、軸方向に移動自在としている。

　また、弾性部材２１の外径面とプーリ１の内径面間に摩擦プレート１８の軸方向の移動量を規制するリング状のストッパ３５を組込み、さらに、固定カムディスク９および可動カムディスク１０の外径面とプーリ１の内径面間にラジアル軸受３６を組み込んで、固定カムディスク９および可動カムディスク１０を回転自在に支持している点で、図１に示すプーリユニットと相違している。このため、図１に示すプーリユニットと同一の部品には同一の符号を付して説明を省略する。

　第４の実施の形態で示すプーリユニットにおいて、プーリ１に正回転方向の回転トルクが入力されると、摩擦プレート１８が回転し、その摩擦プレート１８と可動カムディスク１０の接触部に作用する摩擦抵抗によって、可動カムディスク１０も摩擦プレート１８と共に回転する。

　このとき、可動カムディスク１０は固定カムディスク９に対して相対回転するため、トルクカム１４の作動により、可動カムディスク１０に軸方向の押圧力が負荷されて、可動カムディスク１０が固定カムディスク９から離反する方向に移動する。

　図１１は、可動カムディスク１０の移動状態を示し、上記可動カムディスク１０の移動によって弾性部材２１が弾性変形し、可動カムディスク１０と摩擦プレート１８の接触圧が高くなり、摩擦クラッチは結合状態となる。

　このため、プーリ１の回転は、摩擦プレート１８から可動カムディスク１０に伝達されると共に、その可動カムディスク１０からトルクカム１４のボール１７を介して固定カムディスク９に伝達される。また、固定カムディスク９の回転はプーリハブ３に伝達され、プーリハブ３がプーリ１と同方向に回転する。

　プーリハブ３への回転トルクの伝達状態において、クランクシャフトの角速度の変化によりプーリ１に回転変動が生じると、固定カムディスク９と可動カムディスク１０が相対回転する。このとき、クランクシャフトの角速度の変化によるプーリ１の回転変動は比較的小さいため、ボール１７は傾斜カム面１５ａ、１６ａに沿って転がり移動する。その転がり移動によって可動カムディスク１０が軸方向に移動し、その可動カムディスク１０と共に移動する摩擦プレート１８からの押圧により弾性部材２１が弾性変形する。その弾性部材２１の弾性変形によってプーリ１の回転変動が吸収され、プーリハブ３にその回転変動が伝達されるのが防止される。また、摩擦クラッチは結合状態に維持される。

　エンジンを急減速し、あるいは、停止すると、オルタネータの回転軸は慣性力が大きいため、プーリハブ３は回転を続けようとする。慣性力によるプーリハブ３の回転により、固定カムディスク９は可動カムディスク１０に対して相対回転し、ボール１７は、図３に示す場合と同様に、係合面１５ｂ、１６ｂに係合する。また、可動カムディスク１０は固定カムディスク９に向けて移動し、その可動カムディスク１０の移動によって弾性部材２１は伸張して押圧力が弱くなり、可動カムディスク１０と摩擦プレート１８とで形成される摩擦クラッチは結合解除状態となって、その可動カムディスク１０と摩擦プレート１８の接触部で滑りが生じ、プーリハブ３は慣性力によって回転を継続する。

　また、弾性部材２１の押圧力やトルクカム１４の作動によって発生する軸方向力はフランジ３１と止め輪３２で受けられて、軸受４に負荷されることがなく、また、トルクカム１４の作動によって軸方向に移動する可動カムディスク１０はラジアル軸受３６上を滑り移動するため、そのラジアル軸受３６にも大きな軸方向力が負荷されることもない。このため、軸受４やラジアル軸受３６が破損するようなことは極めて少なく、図１に示すプーリユニットと同様に、耐久性に優れたプーリユニットを得ることができる。

　さらに、プーリ１の内径面にリング状のストッパ２２を設け、そのストッパ２２によって可動カムディスク１０の軸方向の移動量を制限しているため、図１に示すプーリユニットと同様に、ボール１７の乗り上げを防止することができ、プーリ１の回転をプーリハブ３に確実に伝達することができる。

　図１２は、この発明に係るプーリユニットの第５の実施の形態を示す。この実施の形態においては、止め輪３２と固定カムディスク９との間に軸受保持部材２６と第２の摩擦プレート２７を組込み、上記軸受保持部材２６の内径面とプーリハブ３の外径面間にラジアル軸受３７を組込んでいる点でのみ図９に示すプーリユニットと相違している。このため、図９に示すプーリユニットと同一の部品には同一の符号を付して説明を省略する。

　ここで、軸受保持部材２６はプーリ１に対して回り止めされ、一方、第２の摩擦プレート２７は、プーリ１との嵌合面間に形成されたスプライン３４の嵌合によってプーリ１に回り止めされている。また、固定カムディスク９の第２の摩擦プレート２７に対する対向面に非金属材料を主体とする摩擦材２９を接着して、対向面での摩擦係数を高めている。

　図１２に示すように、第２の摩擦プレート２７を設けることにより、プーリ１からの伝達トルクを２枚の摩擦プレート１８、２７のそれぞれからプーリハブ３に伝達することができるため、摩擦プレート１つ当たりの伝達動力の低減化を図ることができ、摩擦プレート１８、２７の摩耗や焼付きの防止に効果を挙げることができる。

　図１３は、この発明に係るプーリユニットの第６の実施の形態を示す。この実施の形態では、止め輪８と固定カムディスク９との間に軸受保持部材２６を回転自在に組込み、その軸受保持部材２６の内径面とプーリハブ３の外径面間にラジアル軸受２８を組込み、上記軸受保持部材２６と固定カムディスク９の対向面間にスラスト軸受３９を組込んでいる点でのみ図９に示すプーリユニットと相違している。このため、図９に示すプーリユニットと同一の部品には同一の符号を付して説明を省略する。

　図１３に示すように、固定カムディスク９と軸受保持部材２６の対向面間にスラスト軸受３９を組込むと、固定カムディスク９の回転抵抗の低減化を図ることができるため、トルクカム１４に伝達されるトルクの安定化を図ることができ、回転変動の吸収性能をより高めることができる。

　なお、図１２および図１３に示すように、軸受保持部材２６の内径面とプーリハブ３の外径面間にラジアル軸受３７を組込むと、そのラジアル軸受３７とプーリ１の一端部に設けられた軸受４のそれぞれによってプーリ１に負荷されるラジアル荷重を受けることができるため、荷重支持の安定化を図ることができる。

１　　　プーリ
３　　　プーリハブ
４　　　軸受
７　　　フランジ（突出部）
８　　　止め輪（突出部）
９　　　固定カムディスク
１０　　可動カムディスク
１３　　ラジアル軸受
１４　　トルクカム
１５　　カム溝
１５ａ　傾斜カム面
１５ｂ　係合面
１６　　カム溝
１６ａ　傾斜カム面
１６ｂ　係合面
１７　　ボール
１８　　摩擦プレート
２０　　摩擦材
２１　　弾性部材
２２　　ストッパ
２３　　カム溝
２４ａ　傾斜カム面
２４ｂ　係合面
２５　　カム突起
２６　　軸受保持部材
２７　　第２の摩擦プレート
２８　　ラジアル軸受
２９　　摩擦材
３０　　スラスト軸受
３１　　フランジ（突出部）
３２　　止め輪（突出部）
３５　　ストッパ
３６　　ラジアル軸受
３７　　ラジアル軸受
３８　　摩擦材
３９　　スラスト軸受

Claims

　プーリとその内側に組込まれたプーリハブを、その両部材の一方の端部間に組込まれた軸受によって相対的に回転自在に支持し、前記プーリハブの外径面に２つの突出部を軸方向に間隔をおいて設け、その２つの突出部間に、前記プーリに回り止めされ、一方の突出部によって軸方向外方への移動が阻止される固定カムディスクと、プーリハブに対して回転可能に、かつ、軸方向に移動可能に支持された可動カムディスクとを組込み、その固定カムディスクと可動カムディスクの対向面間に、両カムディスクの一方向への相対回転により可動カムディスクを固定カムディスクから離反する方向に移動させ、他方向への相対回転時に前記両カムディスクを回転方向に係合させるトルクカムを設け、前記可動カムディスクと他方の突出部間に、前記プーリハブに対して回り止めされ、可動カムディスクとの間で摩擦クラッチを形成する軸方向に移動可能な摩擦プレートと、前記可動カムディスクが固定カムディスクから離反する移動時に摩擦プレートで押されて弾性変形して摩擦クラッチを結合状態とする弾性部材を組込んだプーリユニット。
　前記プーリハブの外径面に可動カムディスクの軸方向の移動量を前記トルクカムによって移動される可動カムディスクの最大移動量の範囲内に規制するストッパを設けた請求項１に記載のプーリユニット。
　前記固定カムディスクと一方の突出部間に第２の摩擦プレートを設け、その第２の摩擦プレートをプーリハブに回り止めした請求項１又は２に記載のプーリユニット。
　前記固定カムディスクと第２の摩擦プレートの対向面における少なくとも一方に摩擦材を接着した請求項３に記載のプーリユニット。
　前記固定カムディスクの内径面とプーリハブの外径面間にラジアル軸受を組込んだ請求項１乃至４のいずれかの項に記載のプーリユニット。
　前記一方の突出部と固定カムディスクの対向面間に軸受保持部材を設け、その軸受保持部材の外径面とプーリの内径面間にラジアル軸受を組込んだ請求項１乃至５のいずれかの項に記載のプーリユニット。
　プーリとその内側に組込まれたプーリハブを、その両部材の一方の端部間に組込まれた軸受によって相対的に回転自在に支持し、前記プーリの内径面に２つの突出部を軸方向に間隔をおいて設け、その２つの突出部間に、前記プーリハブに回り止めされ、一方の突出部によって軸方向外方への移動が阻止される固定カムディスクと、プーリに対して回転可能に、かつ、軸方向に移動可能に支持された可動カムディスクとを組込み、その固定カムディスクと可動カムディスクの対向面間に、両カムディスクの一方向への相対回転により可動カムディスクを固定カムディスクから離反する方向に移動させ、他方向への相対回転時に前記両カムディスクを回転方向に係合させるトルクカムを設け、前記可動カムディスクと他方の突出部間に、前記プーリに対して回り止めされ、可動カムディスクとの間で摩擦クラッチを形成する軸方向に移動可能な摩擦プレートと、前記可動カムディスクが固定カムディスクから離反する移動時に摩擦プレートで押されて弾性変形して摩擦クラッチを結合状態とする弾性部材を組込んだプーリユニット。
　前記プーリの内径面に可動カムディスクの軸方向の移動量を前記トルクカムによって移動される可動カムディスクの最大移動量の範囲内に規制するストッパを設けた請求項７に記載のプーリユニット。
　前記固定カムディスクと一方の突出部間に第２の摩擦プレートを設け、その第２の摩擦プレートをプーリに回り止めした請求項７又は８に記載のプーリユニット。
　前記固定カムディスクと第２の摩擦プレートの対向面における少なくとも一方に摩擦材を接着した請求項９に記載のプーリユニット。
　前記トルクカムが、周方向に下り勾配を持って傾斜する傾斜カム面およびその傾斜カム面の低所端に連続して形成された係合面を溝底に有し、前記傾斜カム面の勾配が逆向きとなるよう固定カムディスクと可動カムディスクの対向面それぞれに形成された対向一対のカム溝と、その対向一対のカム溝間に組込まれたボールまたはローラとからなる請求項１乃至１０のいずれかの項に記載のプーリユニット。
　前記トルクカムが、周方向に下り勾配をもって傾斜する傾斜カム面およびその傾斜カム面の低所端に連続して形成された係合面を溝底に有するカム溝と、そのカム溝に適合するカム突起とからなる請求項１乃至１０のいずれかの項に記載のプーリユニット。
　前記摩擦クラッチを形成する可動カムディスクと摩擦プレートの対向面における少なくとも一方に摩擦材を接着した請求項１乃至１２のいずれかの項に記載のプーリユニット。
　前記一方の突出部と固定カムディスクの対向面間にスラスト軸受を組込んだ請求項１乃至１３のいずれかの項に記載のプーリユニット。