WO2010050408A1

WO2010050408A1 - プーリユニット

Info

Publication number: WO2010050408A1
Application number: PCT/JP2009/068245
Authority: WO
Inventors: 真昭福田; 聡宇都宮
Original assignee: Ntn株式会社
Priority date: 2008-10-29
Filing date: 2009-10-23
Publication date: 2010-05-06

Abstract

　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。プーリ（１）の内側に組込まれた軸受（４）によりプーリハブ（３）を回転自在に支持し、そのプーリハブ（３）の外径面にフランジ（７）と止め輪（８）を設け、そのフランジ（７）と止め輪（８）間にプーリハブ（３）に回り止めされた固定カムディスク（９）と、可動カムディスク（１０）とを組込む。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）を設ける。可動カムディスク（１０）とフランジ（７）間に、可動カムディスク（１０）とプーリハブ（３）とを結合する多板摩擦クラッチ（２０）と、その多板摩擦クラッチ（２０）を可動カムディスク（１０）に向けて付勢する弾性部材（３０）を組込んで、弾性部材（３０）の押圧力およびトルクカム（１４）の作動によって可動カムディスク（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）で受けるようにする。

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する。その結果、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２００６－３８１８３号公報

　ところで、特許文献１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、前記可動カムディスクとプーリハブとを結合する多板摩擦クラッチと、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その多板摩擦クラッチからの押圧により弾性変形し、その復元弾性により多板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、多板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、多板摩擦クラッチ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多板摩擦クラッチは可動カムディスクとプーリハブを結合する結合状態となる。

　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、多板摩擦クラッチ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、多板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、多板摩擦クラッチは結合解除状態となって、多板摩擦クラッチに滑りが生じ、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、多板摩擦クラッチに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。

　第１の発明に係るプーリユニットにおいて、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、多板摩擦クラッチを形成する複数の摩擦プレートのうち、弾性部材と当接する軸方向一端の摩擦プレートと前記弾性部材とをプーリハブに回り止めすると、軸方向一端の摩擦プレートと前記弾性部材とが相対回転するのを防止することができるため、上記弾性部材の接触摩耗を抑制することができる。このため、弾性部材の荷重特性が変化するという不都合の発生はなく、多板摩擦クラッチの滑りを防止することができる。

　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、前記可動カムディスクとプーリハブとを結合する多板摩擦クラッチと、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その多板摩擦クラッチからの押圧により弾性変形し、その復元弾性により多板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。

　このため、プーリの回転は、多板摩擦クラッチ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転動体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、多板摩擦クラッチを形成する複数の摩擦プレートのそれぞれの接触面における少なくとも一方に摩擦材を設けると、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高めることができる。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。

　さらに、多板摩擦クラッチを形成する複数の摩擦プレートのそれぞれの接触面に、窒化処理、浸炭処理、高周波熱処理の一種からなる硬化処理を施し、あるいは，窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化クロム（ＣｒＮ）、窒化チタンアルミ（ＴｉＡｌＮ）、炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）等の窒化物被膜や炭化チタン（ＴｉＣ）等の炭化物被膜からなる硬質被膜を設けると、摩擦プレートの耐摩耗性と耐久性の向上を図ることができる。

　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、多板摩擦クラッチを形成する複数の摩擦プレートのそれぞれの接触面における少なくとも一方に半径方向に延びる潤滑剤排出溝を形成すると、複数の摩擦プレートが弾性部材の押圧により互いに押し付けられる押圧時に、摩擦プレート間に介在する潤滑剤は潤滑剤排出溝に押し出されるため、摩擦面に潤滑剤が過剰に付着するのを防止することができ、摩擦クラッチの滑りを防止することができる。

　また、多板摩擦クラッチを形成する複数の摩擦プレートのそれぞれを、アルミニウム合金またはマグネシウム合金製とすると、慣性モーメントを低減し、プーリユニットの軽量化を図ることができる。

　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クラッチ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。

　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多板摩擦クラッチ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、上記代の発明と同様に、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。

　また、第１の発明および第２の発明のいずれの発明も、摩擦クラッチとして多板摩擦クラッチを採用したことにより、複数の摩擦プレートのそれぞれの接触部からプーリの回転をプーリハブに伝達することができるため、摩擦クラッチに必要とされる押圧力を低くすることができる。このため、トルクカム部における面圧を低下させることができ、上記トルクカム部の耐久性の向上を図ることができる。

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に示すトルクカムの作動状態を示す断面図摩擦クラッチの他の例を示す断面図（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、摩擦クラッチの摩擦プレートの他の例を示す正面図（ａ）は、トルクカムの他の例を示す断面図、（ｂ）は、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２の実施の形態を示す縦断正面図図８のトルクカム部を拡大して示す断面図

　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。

　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間に組込まれた転動体としてのボール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１に示すように、可動カムディスク１０とフランジ７間には、多板摩擦クラッチ２０と、その多板摩擦クラッチ２０を可動カムディスク１０に向けて付勢する弾性部材３０が組込まれている。

　多板摩擦クラッチ２０は、複数の摩擦プレートを有している。ここでは、２枚のインナ側摩擦プレート２１と、１枚のアウタ側摩擦プレート２２が示されているが、摩擦プレートの数はこれに限定されるものではない。

　インナ側摩擦プレート２１とアウタ側摩擦プレート２２は可動カムディスク１０の片面外周部に形成された円筒部２３内において軸方向に交互に並ぶ配置とされ、上記インナ側摩擦プレート２１はスプライン２４を介してプーリハブ３に回り止めされ、プーリハブ３と一体に回転するようになっている。

　一方、アウタ側摩擦プレート２２は上記円筒部２３にスプライン２５を介して回り止めされ、可動カムディスク１０と一体に回転するようになっている。

　弾性部材３０は、皿ばねからなる。この弾性部材３０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多板摩擦クラッチ２０により押圧されて弾性変形し、その弾性変形により多板摩擦クラッチ２０の摩擦プレート２１、２２が可動カムディスク１０に押し付けられ、多板摩擦クラッチ２０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、多板摩擦クラッチ２０とフランジ７間にリング状のストッパ３１が嵌合され、そのストッパ３１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、多板摩擦クラッチ２０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４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３０が弾性変形し、多板摩擦クラッチ２０の複数の摩擦プレート２１、２２の相互の接触圧および可動カムディスク１０とこれに対向するインナ側摩擦プレート２１の接触圧が高くなって多板摩擦クラッチ２０が結合状態となる。

　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から多板摩擦クラッチ２０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と共に移動する多板摩擦クラッチ２０からの押圧により弾性部材３０が弾性変形する。その弾性部材３０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、多板摩擦クラッチ２０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３０は伸張して押圧力が弱くなり、多板摩擦クラッチ２０は結合解除状態となって、多板摩擦クラッチ２０の摩擦プレート２１、２２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３０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、多板摩擦クラッチ２０の摩擦プレート２１、２２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３０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３１を設け、そのストッパ３１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。

　第１の実施の形態で示すように、プーリ１とプーリハブ３を結合および結合解除する摩擦クラッチとして多板摩擦クラッチ２０を採用することにより、複数の摩擦プレート２１、２２のそれぞれの接触部からプーリ１の回転をプーリハブ３に伝達することができる。

　このため、単板摩擦クラッチに比較して、弾性部材３０から多板摩擦クラッチ２０に負荷される押圧力を低くすることができ、その押圧力の低下によってトルクカム１４部における面圧を低下させることができるので、上記トルクカム１４部の耐久性の向上を図ることができる。

　ここで、多板摩擦クラッチ２０の軸方向一端のインナ側摩擦プレート２１に弾性力を負荷する弾性部材３０の内径面に、例えば、図４の鎖線で示すように切欠部３２を形成し、プーリハブ３のフランジ７にその切欠部３２に嵌合する突起部３３を設けて弾性部材３０をプーリハブに回り止めすると、インナ側摩擦プレート２１と弾性部材３０とが相対回転するのを防止することができるため、上記弾性部材３０の接触摩耗を抑制することができる。このため、弾性部材３０の荷重特性が変化するという不都合の発生はなく、多板摩擦クラッチ２０の滑りを防止することができる。

　図５に示すように、多板摩擦クラッチ２０を形成する複数の摩擦プレート２１、２２のそれぞれの接触面における少なくとも一方に摩擦材２６を設けると、各接触面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高めることができる。逆に、摩擦プレート２１、２２に負荷する押圧力の低減を図ることができるため、摩擦プレート２１、２２の耐久性の低下を抑制することができる。

　多板摩擦クラッチ２０を形成する複数の摩擦プレート２１、２２のそれぞれの接触面に窒化処理、浸炭処理、高周波熱処理等の硬化処理を施すと、摩擦プレート２１、２２の硬度を高めることができるため、耐摩耗性と耐久性の向上を図ることができる。

　また、摩擦プレート２１、２２の耐摩耗性と耐久性の向上を図るため、上記硬化処理に代えて、窒化チタン、窒化クロム、窒化チタンアルミ、炭窒化チタン等の窒化物被膜や炭化チタン等の炭化物被膜からなる硬質被膜を設けるようにしてもよい。

　図６（ａ）、（ｂ）は、インナ側摩擦プレート２１およびアウタ側摩擦プレート２２の摩擦面に複数の潤滑剤排出溝２７を放射状に設けている。このように、摩擦プレート２１、２２に潤滑剤排出溝２７を形成すると、インナ側摩擦プレート２１とアウタ側摩擦プレート２２とが弾性部材３０の押圧により互いに圧接するとき、摩擦プレート２１、２２間に介在する潤滑油は潤滑剤排出溝２７内に押し出されるため、摩擦面に潤滑剤が過剰に付着するのを防止することができ、多板摩擦クラッチ２０の滑りを防止することができる。

　ここで、図６（ｃ）、（ｄ）に示すように、潤滑剤排出溝２７をスパイラル状とすると、各摩擦プレート２１、２２の回転時に、潤滑剤排出溝２７の内端と外端間に圧力差を生じさせることができるため、潤滑剤は潤滑剤排出溝２７内にスムーズに流れ込み、摩擦面に潤滑剤が過剰に付着するのをより効果的に防止することができる。

　なお、多板摩擦クラッチ２０を形成する複数の摩擦プレート２１、２２のそれぞれを、アルミニウム合金またはマグネシウム合金製とすると、慣性モーメントを低減し、プーリユニットの軽量化を図ることができる。

　図３（ａ）、（ｂ）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７（ａ）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１８ａと、その傾斜カム面１８ａの低所端に連続して形成されて軸方向に向く係合面１８ｂを溝底に有するカム溝１８を形成し、可動カムディスク１０に、そのカム溝１８に適合するカム突起１９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７（ｂ）はトルクカム１４の作動状態を示している。

　図８および図９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、プーリ１の内径面に突出部としてのフランジ４０と止め輪４１を軸方向に間隔をおいて設け、そのフランジ４０と止め輪４１間に、止め輪４１側から順に、ワッシャ４２、固定カムディスク９、可動カムディスク１０、多板摩擦クラッチ２０を構成するアウタ側摩擦プレート２２およびインナ側摩擦プレート２１、皿ばねからなる弾性部材４３を組込み、上記固定カムディスク９と可動カムディスク１０との対向部間にトルクカム１４を設けている。

　また、固定カムディスク９をスプライン４４によりプーリハブ３に対して回り止めし、上記アウタ側摩擦プレート２２をスプライン４５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、一方、インナ側摩擦プレート２１を可動カムディスク１０の側面内周部に形成された円筒部４６にスプライン４７を介して回り止めし、かつ、軸方向に移動自在に支持している。

　さらに、弾性部材４３の外径面とプーリ１の内径面間にリング状のストッパ４８を組み込んで、可動カムディスク１０の軸方向の移動量を、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し、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４９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合を付して説明を省略する。

　上記の第２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、アウタ側摩擦プレート２２が回転し、そのアウタ側摩擦プレート２２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り、可動カムディスク１０もアウタ側摩擦プレート２２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９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４３が弾性変形し、多板摩擦クラッチ２０の複数の摩擦プレート２１、２２の相互の接触圧および可動カムディスク１０とこれに対向するアウタ側摩擦プレート２２の接触圧が高くなって多板摩擦クラッチ２０が結合状態となる。

　このため、プーリ１の回転は、多板摩擦クラッチ２０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、図３に示すボール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と共に移動する多板摩擦クラッチ２０からの押圧により弾性部材４３が弾性変形する。その弾性部材４３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、多板摩擦クラッチ２０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４３は伸張して押圧力が弱くなり、多板摩擦クラッチ２０は結合解除状態となって、多板摩擦クラッチ２０の摩擦プレート２１、２２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４３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、多板摩擦クラッチ２０の摩擦プレート２１、２２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４３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４９上を滑り移動するため、そのラジアル軸受４９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４９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。

　さらに、プーリ１の内径面上にリング状のストッパ４８を設け、そのストッパ４８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。

　第２の実施の形態で示すように、プーリ１とプーリハブ３を結合および結合解除する多板摩擦クラッチとして多板摩擦クラッチ２０を採用することにより、第１の実施の形態で示すプーリユニットと同様に、複数の摩擦プレート２１、２２のそれぞれの接触部からプーリ１の回転をプーリハブ３に伝達することができる。

　このため、単板摩擦クラッチと比較して、弾性部材３０から多板摩擦クラッチ２０に負荷される押圧力を小さくすることができ、その押圧力の低下によってトルクカム１４部における面圧を低下させることができるので、上記トルクカム１４部の耐久性の向上を図ることができる。

　上記第２の実施の形態におけるプーリユニットにおいても、多板摩擦クラッチ２０を形成する複数の摩擦プレート２１、２２のそれぞれの接触面における少なくとも一方に図５に示す摩擦材２６を設けるようにしてもよく、また、インナ側摩擦プレート２１およびアウタ側摩擦プレート２２の摩擦面に、図６（ａ）乃至（ｄ）に示すような複数の潤滑剤排出溝２７を設けるようにしてもよい。さらに、図９の鎖線で示すように、フランジ４０に突起部５０を設け、その突起部５０を弾性部材４３の外径部に形成された切欠部５１に挿入してプーリ１に回り止めしてもよい。

　また、トルクカム１４として、図７（ａ）、（ｂ）に示すトルクカム１４を採用してもよい。

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（転動体）
１８　　カム溝
１８ａ　傾斜カム面
１８ｂ　係合面
１９　　カム突起
２０　　多板摩擦クラッチ
２１　　インナ側摩擦プレート
２２　　アウタ側摩擦プレート
２６　　摩擦材
２７　　潤滑剤排出溝
３０　　弾性部材
３１　　ストッパ
４０　　フランジ（突出部）
４１　　止め輪（突出部）
４３　　弾性部材
４８　　ストッパ
４９　　ラジアル軸受

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、前記可動カムディスクとプーリハブとを結合する多板摩擦クラッチと、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その多板摩擦クラッチからの押圧により弾性変形し、その復元弾性により多板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。
　前記多板摩擦クラッチを形成する複数の摩擦プレートのうち、弾性部材と当接する軸方向一端の摩擦プレートと前記弾性部材と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。
　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、前記可動カムディスクとプーリハブとを結合する多板摩擦クラッチと、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その多板摩擦クラッチからの押圧により弾性変形し、その復元弾性により多板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４に記載のプーリユニット。
　前記多板摩擦クラッチを形成する複数の摩擦プレートのうち、弾性部材と当接する軸方向一端の摩擦プレートと前記弾性部材とをプーリに回り止めした請求項４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６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転動体とからなる請求項１乃至６のいずれかの項に記載のプーリユニット。
　前記多板摩擦クラッチを形成する複数の摩擦プレートのそれぞれの接触面における少なくとも一方に摩擦材を設けた請求項１乃至８のいずれかの項に記載のプーリユニット。
　前記多板摩擦クラッチを形成する複数の摩擦プレートのそれぞれの接触面に硬化処理を施した請求項１乃至８のいずれかの項に記載のプーリユニット。
　前記硬化処理が、窒化処理、浸炭処理、高周波熱処理の一種からなる請求項１０に記載のプーリユニット。
　前記多板摩擦クラッチを形成する複数の摩擦プレートのそれぞれの接触面に硬質被膜を設けた請求項１乃至８のいずれかの項に記載のプーリユニット。
　前記硬質被膜が窒化物被膜または炭化物被膜からなる請求項１２に記載のプーリユニット。
　前記多板摩擦クラッチを形成する複数の摩擦プレートのそれぞれの接触面における少なくとも一方に半径方向に延びる潤滑剤排出溝を形成した請求項１乃至１３のいずれかの項に記載のプーリユニット。
　前記多板摩擦クラッチを形成する複数の摩擦プレートのそれぞれが、アルミニウム合金またはマグネシウム合金からなる請求項１乃至１４のいずれかの項に記載のプーリユニット。