プーリユニット
【課題】 伝動径路を工夫することにより、例えばベルトが巻掛けられるプーリと回転変動に基づき弾性変形する弾性体との間の介装体（ブッシュ等）における摩耗を防止して、長寿命のプーリユニットを提供する。
【解決手段】 回転調整機構４は、オルタネータプーリ２からオルタネータ軸３に至る動力の伝達経路中に配設され、弾性体としてのコイルばね５と、動力伝達と動力遮断の切り替え機能を備えたクラッチ機構６とを中心に構成されている。オルタネータプーリ２の動力は、コイルばね５から動力伝達状態のクラッチ機構６を介してオルタネータ軸３に伝達される。コイルばね５は、オルタネータプーリ２とオルタネータ軸３との少なくとも一方に発生する微小回転変動を弾性変形により低減する。クラッチ機構６は、コイルばね５からオルタネータ軸３に至る伝動経路途中に配設され、オルタネータプーリ２の回転数がオルタネータ軸３の回転数を所定値以上下回ったときにオルタネータプーリ２からオルタネータ軸３への動力伝達を遮断する。
【解決手段】 回転調整機構４は、オルタネータプーリ２からオルタネータ軸３に至る動力の伝達経路中に配設され、弾性体としてのコイルばね５と、動力伝達と動力遮断の切り替え機能を備えたクラッチ機構６とを中心に構成されている。オルタネータプーリ２の動力は、コイルばね５から動力伝達状態のクラッチ機構６を介してオルタネータ軸３に伝達される。コイルばね５は、オルタネータプーリ２とオルタネータ軸３との少なくとも一方に発生する微小回転変動を弾性変形により低減する。クラッチ機構６は、コイルばね５からオルタネータ軸３に至る伝動経路途中に配設され、オルタネータプーリ２の回転数がオルタネータ軸３の回転数を所定値以上下回ったときにオルタネータプーリ２からオルタネータ軸３への動力伝達を遮断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プーリユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車用エンジンのクランクシャフトからベルト、プーリユニット等を介してオルタネータを駆動する場合、エンジンの吸入・圧縮・燃焼膨張・排気等の行程を繰り返すことによって、クランクシャフトには脈動的な回転変動（回転中の加速度変動）を生じることがある。このような回転変動が発生すると、プーリ、回転軸、ベルト等に過大な回転トルク（ねじれ）や張力が生じることがある。一例として、圧縮行程等ではクランクシャフトの回転が瞬間的に低下する傾向となるが、オルタネータは大きな慣性を有するためその回転軸はクランクシャフト（オルタネータプーリ）の回転低下に直ちに追従できず、回転軸とプーリとの間に過大な回転トルクを発生する。その結果、ベルトがトルクの発生方向に引張られて張力が変動し、過負荷を生じたり、寿命の低下を招いたりするおそれがある。そこで、このようなベルト等の過負荷や寿命低下を生じないように、プーリと回転軸との間にばね式一方向クラッチとねじりコイルばねとを介装する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特表２００１−５２３３２５号公報（図２）
【０００４】
特許文献１の技術によれば、ばね式一方向クラッチ７６により動力を遮断したり、ねじりコイルばね７４を弾性的にねじり変形させたりすることにより、上記回転変動によるベルト等の過負荷を軽減することができる。特許文献１では、エンジンからの動力は、プーリ１０６→ばね式一方向クラッチ７６→ねじりコイルばね７４→シャフト３６の径路で伝達される。また、プーリ１０６内周面とねじりコイルばね７４（アウタースリーブ６４外周面）とは、それらの間に介装されたスリーブブッシング１１２により周方向の相対変位可能に接続されている。そのため、クラッチ７６により動力が遮断されるたびに、スリーブブッシング１１２はアウタースリーブ６４の回転摺動を受けて摩耗し、破損を生じる場合もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、伝動径路を工夫することにより、例えばベルトが巻掛けられるプーリと回転変動に基づき弾性変形する弾性体との間の介装体(ブッシュなど)における摩耗を防止して、長寿命のプーリユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係るプーリユニットは、
ベルトが巻掛けられるプーリと、そのプーリと同芯状に配置され一体回転可能な回転軸とのうち一方を原動体、他方を従動体とし、原動体から従動体に至る伝動径路に回転調整機構が介装されたプーリユニットであって、
前記回転調整機構は、
前記伝動径路途中に配設され、前記原動体と従動体との少なくとも一方に発生する回転変動に基づき弾性変形する弾性体と、
その弾性体から前記従動体に至る前記伝動径路途中に配設され、前記原動体の回転数が前記従動体の回転数を所定値以上下回ったときに前記原動体から従動体への動力伝達を遮断するクラッチ機構とを備え、
主として前記原動体側で発生する微小回転変動を前記弾性体の弾性変形により低減し、かつ主として前記原動体側で発生する前記微小回転変動よりも大きな回転変動を前記クラッチ機構の動力遮断により除去することを特徴とする。
【０００７】
また、上記課題を解決するために、本発明に係るプーリユニットの具体的態様は、
ベルトが巻掛けられるプーリから、そのプーリと同芯状に配置され一体回転可能な回転軸に至る伝動径路に回転調整機構が介装されたプーリユニットであって、
前記回転調整機構は、
前記伝動径路途中に配設され、前記プーリと回転軸との少なくとも一方に発生する回転変動に基づき弾性変形する弾性体と、
その弾性体から前記回転軸に至る前記伝動径路途中に配設され、前記プーリの回転数が前記回転軸の回転数を所定値以上下回ったときに前記プーリから回転軸への動力伝達を遮断するクラッチ機構とを備え、
主として前記プーリ側で発生する微小回転変動を前記弾性体の弾性変形により低減し、かつ主として前記プーリ側で発生する前記微小回転変動よりも大きな回転変動を前記クラッチ機構の動力遮断により除去することを特徴とする。
【０００８】
このように、原動体（プーリ又は回転軸）から従動体（回転軸又はプーリ）への伝動径路を、例えば、プーリ→弾性体→クラッチ機構→回転軸のように形成し、回転変動に基づき弾性変形する弾性体を動力伝達を遮断するクラッチ機構よりも伝動上手側（伝動上流側）に配置している。これによって、例えば、プーリと弾性体との間に介装されるブッシュ（保持体）は、クラッチ機構により動力が遮断されても、弾性体（あるいは弾性体の収納ケース）の回転摺動を受けずにすみ、摩耗しにくくなるので、ブッシュひいてはプーリユニットが長寿命となる。
【０００９】
なお、上記弾性体を、例えば、ＪＩＳ Ｇ４８０１-1984（ばね鋼鋼材）に規定されるようなばね鋼製のコイルばねにて構成すれば、ベルトの張力変動を低減するに足るねじりばね定数を容易に得ることができる。また、クラッチ機構には、ばね式一方向クラッチの他、ローラ式一方向クラッチ、スプラグ式一方向クラッチ等を用いてもよい。
【００１０】
よって、プーリと弾性体との間に、それらプーリと弾性体との周方向の相対変位を許容しつつ、弾性体のラジアル方向の相対変位を規制する保持体を配置すればよい。保持体は、クラッチ機構により動力が遮断されても、弾性体（あるいは弾性体の収納ケース）の回転摺動を受けずにすみ、摩耗しにくくなるので、保持体ひいてはプーリユニットが長寿命となる。
【００１１】
なお、上記保持体には、例えば、ＪＩＳ Ｂ１５８２-1996（滑り軸受用ブシュ）に規定されるような軸受合金鋳物製、軸受合金板製等のブシュの他、各種の転がり軸受等を用いることもできる。
【００１２】
そして、回転軸のラジアル方向外側に周方向に沿ってクラッチ機構が配置され、さらにそのクラッチ機構のラジアル方向外側に周方向に沿って弾性体が配置されていることが望ましい。このように、回転軸に対してクラッチ機構と弾性体とを筒状に重ね合わせて配置することによって、アキシャル方向長さを相対的に短くすることができる。
【００１３】
その際、クラッチ機構を取り巻くように配置される弾性体を、矩形状断面を有するコイルばねで構成することが好ましい。コイルばねの断面を矩形状にすれば、円形断面に比して詰めた状態（隙間の小さい状態）で巻けるので、断面積を大きくして蓄積できるエネルギーを大きくすることが容易にできる。なお、コイルばねの断面を横長の矩形に形成すれば弾性体の径を小さくでき、コイルばねの断面を縦長の矩形に形成すれば弾性体の幅を小さくできる。
【００１４】
一方、回転軸のラジアル方向外側に周方向に沿ってクラッチ機構が配置され、さらにそのクラッチ機構のアキシャル方向一端部には、回転軸の軸線に交差する面において弾性体が弾性変形するように配置されていてもよい。このように、回転軸に対してクラッチ機構を筒状に重ね合わせて配置し、弾性体をクラッチ機構（回転軸）の端部に配置することによって、ラジアル方向長さを相対的に短くすることができる。
【００１５】
その際、弾性体を、回転軸の軸線に直交する面に配置された渦巻き状のコイルばねで構成することができる。クラッチ機構の端部に渦巻き状のコイルばねを配置することによって、弾性体が蓄積できるエネルギーを大きくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（実施例１）
以下、本発明の実施の形態につき図面に示す実施例を参照して説明する。図１は本発明に係るプーリユニットの一例を示す正面断面図である。図１は自動車用エンジン（図示せず）で駆動されるオルタネータ（図示せず）のプーリユニット１を示し、エンジンからの駆動力がベルトＢから伝達される原動体としてのオルタネータプーリ２（プーリ）と、オルタネータプーリ２と同芯状に配置されて一体回転可能な従動体としてのオルタネータ軸３（回転軸）と、オルタネータプーリ２とオルタネータ軸３との間に介装された回転調整機構４と、を備えている。
【００１７】
回転調整機構４は、オルタネータプーリ２からオルタネータ軸３に至る動力の伝達経路中に配設され、弾性体としてのコイルばね５と、動力伝達と動力遮断の切り替え機能を備えたクラッチ機構６とを中心に構成されている。そして、オルタネータプーリ２の動力は、コイルばね５から動力伝達状態のクラッチ機構６を介してオルタネータ軸３に伝達される。
【００１８】
コイルばね５は、オルタネータプーリ２とオルタネータ軸３との少なくとも一方に発生する回転変動に基づき弾性変形する。ようするに、コイルばね５は、主としてオルタネータプーリ２側で発生する微小回転変動を弾性変形により低減する。クラッチ機構６は、コイルばね５からオルタネータ軸３に至る伝動経路途中に配設され、オルタネータプーリ２の回転数がオルタネータ軸３の回転数を所定値以上下回ったときにオルタネータプーリ２からオルタネータ軸３への動力伝達を遮断する。
【００１９】
このクラッチ機構６は、オルタネータ軸３のラジアル方向外側に周方向に沿って配置されている。またクラッチ機構６のラジアル方向外側の周方向に沿って、クラッチ機構６を取り巻くように、矩形状断面を有するコイルばね５が配置されている。
【００２０】
また、オルタネータプーリ２とコイルばね５との間に、それらオルタネータプーリ２とコイルばね５との周方向の相対変位を許容しつつ、コイルばね５のラジアル方向の相対変位を規制するブッシュ９（保持体）が配置されている。このブッシュ９は滑り軸受として円筒状に形成されている。
【００２１】
オルタネータプーリ２は、ベルトＢを巻掛するための波状溝２ａが外周側に形成された円筒状のプーリ本体２ｂからなり、プーリ本体２ｂの内周側において、アキシャル方向一端側（左端側）には、ブッシュ取付段部２ｃが形成されている。また、アキシャル方向他端側（右端側）には、軸受取付段部２ｄが形成されている。また、ブッシュ取付段部２ｃと軸受取付段部２ｄとの間には、コイルばね５の始端側の受止部５ａを押圧して弾性変形させるための押圧壁部２ｅが形成されている。
【００２２】
オルタネータ軸３は、円筒状に形成された軸本体３ａからなり、軸本体３ａの外周面３ｂのアキシャル方向中間側には、クラッチ機構６を構成するためのカム面３ｃが形成されている。また軸本体３ａの中心側に形成される取付軸孔３ｄにはオルタネータ入力軸（図示せず）が螺合固定されている。
【００２３】
そして、オルタネータプーリ２はオルタネータ軸３の外側で同芯状に位置して、オルタネータ軸３とオルタネータプーリ２との間に環状の収容空間部Ｓを形成している。
【００２４】
また、オルタネータ軸３とオルタネータプーリ２のアキシャル方向他端側（右端側）には、プーリ本体２ｂの軸受取付段部２ｄと、軸本体３ａの外周面３ｂとの間に、玉軸受３１（転がり軸受；軸受部）が介装されている。なお、玉軸受３１は、軸本体３ａの外周面３ｂに固定した円環状の内輪３１ａ（内側軌道輪）と、プーリ本体２ｂの軸受取付段部２ｄに固定した円環状の外輪３１ｂ（外側軌道輪）と、かかる内輪３１ａと外輪３１ｂとの間を転動する複数の玉３１ｃ（転動体）とを有する。玉軸受３１の玉３１ｃは、図示のような単列の他に複列であってもよい。
【００２５】
また、オルタネータ軸３とオルタネータプーリ２との間における収容空間部Ｓ内には、コイルばね５を保持すると共に、クラッチ機構６を構成するための支持体７が配置されている。この支持体７は、円筒状に形成する筒部７ａと、この筒部７ａのアキシャル方向一端側（左側）から外方へ突出する円板状のフランジ部７ｂとが一体形成されている。このフランジ部７ｂのアキシャル方向他端側（右側）の端面７ｃにおける内径側には、筒部７ａの外周面と面一で連続する内周壁面を有する環状のバネ収容凹部７ｄが形成されている。このバネ収容凹部７ｄ内には、コイルばね５の終端側における受止部５ｂと当接して、コイルばね５の回転を規制する回転規制壁部７ｅ（図２参照）が形成されている。
【００２６】
また、この支持体７は収容空間部Ｓ内において、オルタネータ軸３およびオルタネータプーリ２と同芯状に配置されている。かかる支持体７の筒部７ａが収容空間部Ｓを区割りするための区割部材となって、筒部７ａの内側をクラッチ収容空間部Ｓ１に区割形成するとともに、筒部７ａの外側をばね収容空間部Ｓ２に区割形成している。
【００２７】
また、ブッシュ９は、支持体７のフランジ部７ｂ外周面と、オルタネータプーリ２のアキシャル方向一端側（左端側）のブッシュ取付段部２ｃとの間に配置されている。ブッシュ９の外周側は、ブッシュ取付段部２ｃに圧入固定されるとともに、内周側は支持体７のフランジ部７ｂ外周面に摺動自在に設けられている。これにより、支持体7はオルタネータ軸３およびオルタネータプーリ２に対して相対回転自在となる。
【００２８】
また、支持体７の筒部７ａと、オルタネータ軸３との間におけるアキシャル方向一端側（左側）には、玉軸受部３２が配置されている。この玉軸受部３２は、支持体７の筒部７ａにおける内周面に形成する外輪軌道３２ａと、オルタネータ軸３の外周面３ｂに形成する内輪軌道３２ｂと、この内輪軌道３２ｂと外輪軌道３２ａとの間を転動する複数の玉３２ｃ（転動体）とを備えている。玉軸受部３２は、支持体７とオルタネータ軸３とを相対回転自在にしつつ、両者のアキシャル方向の相対変位を規制している。なお、玉軸受部３２の玉３２ｃは、図示のような単列の他に複列であってもよい。
【００２９】
また、図３に示すように、クラッチ機構６において、動力伝達と動力遮断の切り替え機能を有する一方向クラッチ部８は、オルタネータ軸３のラジアル方向外側のクラッチ収容空間部Ｓ１（図１参照）内に設けられている。かかる一方向クラッチ部８は、コロタイプを採用しており、外輪８ａとしての支持体７における筒部７ａと、カム面３ｃを有する内輪８ｂとしてのオルタネータ軸３と、外輪８ａと内輪８ｂとの間に形成される環状空間に軸線をアキシャル方向に沿わせて配置された複数（例えば８個）の円柱状のコロ８ｃと、環状空間内でコロ８ｃを保持する合成樹脂製で環状の保持器８ｄと、環状空間内で外輪８ａの回転方向（例えば時計回り）とは反対方向に向けて付勢する圧縮コイルばね８ｅ（付勢部材）とを備えている。
【００３０】
保持器８ｄは、オルタネータ軸３のカム面３ｃの角部を圧入個所となして、周方向およびアキシャル方向の相対変位を規制するように外嵌されている。ここでカム面３ｃは回転半径が周方向に沿って変化するものであり、二面幅Ｗを有する断面正多角形状（例えば正八角形状）の矩形状平面を備えている。そして、外輪８ａとしての支持体７の筒部７ａにおける内周面７ｆと、内輪８ｂとしてのカム面３ｃとの間にラジアル隙間が周方向に変化するくさび状空間Ｋが形成されている。
【００３１】
また、保持器８ｄの周方向に沿って複数（例えば８ヶ所）のポケット部８ｆが、ラジアル方向内外に貫通形成されている。このポケット部８ｆにはコロ８ｃが回転自在に収容されている。また、圧縮コイルばね８ｅは、ポケット部８ｆを形成する柱部８ｇからポケット部８ｆ内に延出形成する突起８ｈに一端側が装着されるとともに、他端側がコロ８ｃに当接している。そして、コロ８ｃは、くさび状空間Ｋ内において、圧縮コイルばね８ｅによりくさび状空間Ｋが狭まる方向（例えば反時計回り）に付勢されるとともに、その付勢力に抗してカム面３ｃ上を移動可能である。
【００３２】
コイルばね５は、図２に示すように矩形状断面のばね鋼材によってコイル状に形成されている。コイルばね５の始端および終端には、面状に形成した受止部５ａ，５ｂを備えている。このコイルばね５は、自由状態においてその径を拡大する方向にばね力が作用する。また矩形状の断面形態には、横長矩形状や、縦長矩形状を含む。
【００３３】
図１に戻り、コイルばね５はクラッチ機構６を取り巻くように、ラジアル方向外側に周方向に沿って配置されている。また、オルタネータプーリ２と支持体７の筒部７ａとの間のばね収容空間部Ｓ２内において、支持体７における筒部７ａの外側にコイルばね５が遊嵌状に外装されている。かかるコイルばね５は、その終端側が支持体７のフランジ部７ｂにおけるバネ収容凹部７ｄに挿入されている。図２に示すように、終端の受止部５ｂが回転規制壁部７ｅ（図２参照）に当接するとともに、始端の受止部５ａがオルタネータプーリ２の押圧壁部２ｅに当接している。
【００３４】
つぎに、図１から図３により、このように構成したプーリユニット１の作動について説明する。図１に示すオルタネータプーリ２は、図中矢印Ａから見て時計方向に設定回転数（例えば５０００ｒｐｍ）で回転している。このとき、図２（ｃ）に示すように、動力の伝達経路の上流側に位置するコイルばね５は、終端の受止部５ｂが支持体７の回転規制壁部７ｅに当接して回転規制されている。そのため、始端の受止部５ａがオルタネータプーリ２の押圧壁部２ｅに当接するときに加わる押圧力によって弾性変形し、この変形により一方向クラッチ部８を構成する支持体７に動力が伝達される。なお、弾性変形して拡径するコイルばね５の外周は、支持体７のフランジ部７ｂおよびオルタネータプーリ２とは接触しない。
【００３５】
図３に示すように、オルタネータプーリ２が時計方向（矢印方向）に回転すると、圧縮コイルばね８ｅの弾発力によってコロ８ｃがくさび状空間Ｋの狭い側へ食い込んだロック状態（動力伝達状態）となる。したがって、オルタネータプーリ２の回転による動力がコイルばね５、支持体７、クラッチ機構６、オルタネータ軸３の順に伝達される。
【００３６】
ここで、オルタネータプーリ２の回転数がオルタネータ軸３の回転数を上回ったとき（オルタネータ軸３の回転数がオルタネータプーリ２の回転数を下回ったとき）には、一方向クラッチ部８（クラッチ機構６）は上記ロック状態を維持しているので、オルタネータプーリ２からオルタネータ軸３への動力伝達を継続する。
【００３７】
一方、オルタネータプーリ２の回転数がオルタネータ軸３の回転数を所定値以上下回ったとき（オルタネータ軸３の回転数がオルタネータプーリ２の回転数を所定値以上上回ったとき）には、図３（ｂ）に示すように、見かけ上オルタネータ軸３が反時計方向に回転することとなる。そして、一方向クラッチ部８のくさび状空間Ｋの狭い側へ食い込んでいたコロ８ｃがくさび状空間Ｋの広い側へ移動してロック状態が解除される。これによってクラッチ機構６がフリー状態（動力遮断状態）となって、一方向クラッチ部８はオルタネータプーリ２からオルタネータ軸３への動力伝達を遮断する。ただし、ブッシュ９は、オルタネータプーリ２とコイルばね５（支持体７）との間に配置されているので、一方向クラッチ部８が動力伝達を遮断してもオルタネータプーリ２とともに一体回転が可能であり、コイルばね５（支持体７）の回転摺動による摩耗が発生しにくい。
【００３８】
なお、エンジンの吸入・圧縮・燃焼膨張・排気等の行程によって発生する脈動的な微小回転変動は、コイルばね５の弾性変形によって吸収（低減）される。
【００３９】
（変形例）
実施例１の一方向クラッチ部８（クラッチ機構６）において、図３に示す断面多角形状のオルタネータ軸３に代わり、図８のように円弧状等の湾曲状の凹曲面を有するカム面３ｃ’が形成された断面凹面形状のオルタネータ軸３’（内輪８ｂ）を用いてもよい。
【００４０】
（実施例２）
つぎに、図４は本発明に係るプーリユニットの他の例を示す正面断面図である。図４のプーリユニット１ａでは、前述のクラッチ機構６を構成するコロタイプの一方向クラッチ部８が、バネタイプの一方向クラッチ部１８に変更されている。かかる一方向クラッチ部１８は、オルタネータ軸３（回転軸；従動体）の軸本体３ａの外周面３ｂにおいて、玉軸受３１と玉軸受部３２との間に、円形状のクラッチ面１８ａを備えている。
【００４１】
このクラッチ面１８ａのラジアル方向外側に周方向に沿ってクラッチばね１８ｂが配置されている。かかるクラッチばね１８ｂは、矩形状断面のばね鋼材によってコイル状に形成し、自由状態の径が縮小する方向に使用する。このクラッチばね１８ａの始端側（右側）は周方向の変位を規制した状態でオルタネータ軸３に連結されている。また、クラッチばね１８ａの終端側（左側）は、オルタネータプーリ２（プーリ；原動体）の動力によってコイルばね５（弾性体）を介して回転駆動される支持体７の筒部７ａに連結されている。
【００４２】
そして、オルタネータ軸３の回転数がオルタネータプーリ２の回転数を下回ったときには、クラッチばね１８ｂ内周面が縮径してオルタネータ軸３のクラッチ面１８ａに接触し、この接触面に作用する摩擦力によってロック状態（動力伝達状態）が継続する。一方、これとは反対にオルタネータ軸３の回転数がオルタネータプーリ２の回転数を所定値以上上回ったときには、クラッチばね１８ｂ内周面が拡径してオルタネータ軸３のクラッチ面１８ａから離脱すると、摩擦力が解除されてフリー状態になり、動力遮断が行われるように切り替えられる。なお、図４（実施例２）において図１（実施例１）と共通する機能を有する部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００４３】
（実施例３）
つぎに、図５は本発明に係るプーリユニットのさらに他の例を示す正面断面図である。図５のプーリユニット１ｂでは、図１（実施例１）に示したプーリユニット１において、伝動経路中に配設されたクラッチ機構６のラジアル方向外側で取り巻くように配置される弾性体（コイルばね５）の配置位置が変更されている。
【００４４】
すなわち、オルタネータ軸３（回転軸；従動体）、オルタネータプーリ２（プーリ；原動体）、クラッチ機構６を備えるプーリユニット１ｂのアキシャル方向一端（左端）には、渦巻き状のコイルばね１５（渦巻きばね；弾性体）を収容する環状の弾性体保持部材２０が装着されている。また、同芯状に配置されるオルタネータ軸３とオルタネータプーリ２との間の収容空間部Ｓには、弾性体保持部材２０内のコイルばね１５と連繋する支持体１７が配置されている。
【００４５】
この支持体１７は、円筒状に形成された筒部１７ａと、この筒部１７ａのアキシャル方向一端側（左側）において、オルタネータ軸３の軸線と直交するように一体形成された取付壁面１７ｂとを有している。また、取付壁面１７ｂのアキシャル方向端面（左端面）中央には、同方向へ突出する円柱状のボス１７ｃが一体形成され、ボス１７ｃにはラジアル方向に貫通する係止スリット１７ｄが切欠き形成されている（図６参照）。
【００４６】
かかる支持体１７の筒部１７ａ外周面と、オルタネータプーリ２のアキシャル方向一端側（左端側）のブッシュ取付段部２ｃとの間に、ブッシュ１９（保持体）が配置されている。このブッシュ１９は滑り軸受として鍔付き円筒状に形成されている。ブッシュ１９は、外周側がブッシュ取付段部２ｃに圧入固定されるとともに、内周側が支持体１７の筒部１７ａ外周面に摺動自在に設けられている。これにより、支持体１７はオルタネータ軸３およびオルタネータプーリ２に対して相対回転自在となる。
【００４７】
また、弾性体保持部材２０は、円筒部２０ａの一端に底壁２０ｂが一体形成された有底円筒状の本体２０ｃからなる。円筒部２０ａ内に支持体１７のボス１７ｃが配置されるように、底壁２０ｂ中央にはボス１７ｃが挿通する挿通孔２０ｄが穿設されている（図６参照）。また、オルタネータプーリ２のアキシャル方向一端側の外周面に外嵌するための周壁部２０ｅが、底壁２０ｂからアキシャル方向他端側に一体的に突出形成されている。また、本体２０ｃ内の周壁部２０ｅには、中心側に向かって押圧突起２０ｆが一体形成されている（図６参照）。
【００４８】
そして、弾性体保持部材２０の周壁部２０ｅ内に、オルタネータプーリ２のアキシャル方向一端側の外周面が圧入嵌合されている。これによって、弾性体保持部材２０とオルタネータプーリ２とが一体結合して、相対回転を規制され（一体回転可能とされ）ている。
【００４９】
コイルばね１５は、図６に示すように矩形状断面のばね鋼材によって渦巻き状に形成されている。コイルばね１５の始端はフック片１５ａを有するとともに、終端を係合部１５ｂとなしている。また矩形状の断面形態には、横長矩形状や、縦長矩形状を含む。
【００５０】
このコイルばね１５は、フック片１５ａをボス１７ｃの係止スリット１８ｄに挿入するとともに、係合部１５ｂを押圧突起２０ｆに当接させることにより、弾性体保持部材２０内に収容されている。
【００５１】
図５に戻り、オルタネータプーリ２には、プーリ本体２ｂの内周側において、アキシャル方向他端側（右側）に、玉軸受部３２を構成する外輪軌道３２ａが形成されている。また、オルタネータ軸３には、軸本体３ａの外周面３ｂにおいて、アキシャル方向一端側（左端側）に、クラッチ機構６を構成するためのカム面３ｃが形成されている。また、アキシャル方向他端側（右側）には、玉軸受部３２を構成する内輪軌道３２ｂが形成されている。また、オルタネータプーリ２とオルタネータ軸３とを相対回転自在にするため、外輪軌道３２ａと内輪軌道３２ｂとの間に転動する複数の玉３２ｃ（転動体）が配置されている。なお、玉軸受部３２の玉３２ｃは、図示のような複列の他に単列であってもよい。
【００５２】
また、クラッチ機構６において、動力伝達と動力遮断の切り替え機能を有する一方向クラッチ部１８は、図１（実施例１）の一方向クラッチ部８と同様に、オルタネータ軸３のラジアル方向外側に設けられている。
【００５３】
つぎに、図５および図６により、このように構成したプーリユニット１ｂの作動について説明する。図５に示すオルタネータプーリ２は、図中矢印Ａから見て時計方向に設定回転数（例えば５０００ｒｐｍ）で回転している。このとき、図６に示すように、動力の伝達経路の上流側に配置するコイルばね１５は、フック片１５ａが支持体７のボス１７ｃによって回転規制されている。そのため、オルタネータプーリ２と一体回転する弾性体保持部材２０の押圧突起２０ｆに当接するときに係合部１５ｂに加わる押圧力によって弾性変形し、この変形により一方向クラッチ部１８を構成する支持体１７に動力が伝達される。
【００５４】
この一方向クラッチ部１８でも、図１（実施例１）の一方向クラッチ部８と同様に、オルタネータプーリ２が時計方向に回転すると、ロック状態（動力伝達状態）となる。したがって、オルタネータプーリ２の回転による動力がコイルばね１５、支持体１７、クラッチ機構６、オルタネータ軸３の順に伝達される。
【００５５】
ここで、オルタネータプーリ２の回転数がオルタネータ軸３の回転数を上回ったとき（オルタネータ軸３の回転数がオルタネータプーリ２の回転数を下回ったとき）には、一方向クラッチ部１８（クラッチ機構６）は上記ロック状態を維持しているので、オルタネータプーリ２からオルタネータ軸３への動力伝達を継続する。
【００５６】
一方、オルタネータプーリ２の回転数がオルタネータ軸３の回転数を所定値以上下回ったとき（オルタネータ軸３の回転数がオルタネータプーリ２の回転数を所定値以上上回ったとき）には、図３（ｂ）に示したように、見かけ上オルタネータ軸３が反時計方向に回転することとなる。そして、一方向クラッチ部１８のくさび状空間Ｋの狭い側へ食い込んでいたコロ８ｃがくさび状空間Ｋの広い側へ移動してロック状態が解除される。これによってクラッチ機構６がフリー状態（動力遮断状態）となって、一方向クラッチ部１８はオルタネータプーリ２からオルタネータ軸３への動力伝達を遮断する。ただし、ブッシュ１９は、オルタネータプーリ２とコイルばね１５（支持体１７）との間に配置されているので、一方向クラッチ部８が動力伝達を遮断してもオルタネータプーリ２とともに一体回転が可能であり、コイルばね１５（支持体１７）の回転摺動による摩耗が発生しにくい。
【００５７】
なお、エンジンの吸入・圧縮・燃焼膨張・排気等の行程によって発生する脈動的な微小回転変動は、コイルばね１５の弾性変形によって吸収（低減）される。
【００５８】
（実施例４）
つぎに、図７はスプラグタイプの一方向クラッチ部を用いた場合の作動を示す説明図である。図７では、図３（実施例１）に示すコロタイプの一方向クラッチ部８がスプラグタイプの一方向クラッチ部２８に変更されている。かかる一方向クラッチ部２８は、支持体７の筒部７ａを外輪２８ａ、オルタネータ軸３を内輪２８ｂとし、これら外輪２８ａと内輪２８ｂとの間に形成される環状空間に、軸線をアキシャル方向に沿わせて配置された複数のスプラグ２８ｃと、環状空間内でスプラグ２８ｃを保持する環状の内輪側保持器２８ｄ、環状の外輪側保持器２８ｅおよび環状バネ２８ｆとを備えている。
【００５９】
スプラグ２８ｃは、外輪２８ａおよび内輪２８ｂの対向面に対し各々傾斜して配置されるとともに、内輪側保持器２８ｄと外輪側保持器２８ｅとによってその傾斜状態が保持されている。そして、外輪２８ａが時計方向に回転すると、外輪２８ａとスプラグ２８ｃの接触個所に作用する摩擦力によって、スプラグ２８ｃは右方向にさらに傾き、外輪２８ａと内輪２８ｂの間に強く噛み込んだロック状態となって動力が伝達される。一方、これとは反対に外輪２８ａが反時計方向に回転すると、スプラグ２８ｃは左方向に傾き、外輪２８ａと内輪２８ｂとの噛み合いが解除されたフリー状態となって動力が遮断される。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明に係るプーリユニットの一例を示す正面断面図。
【図２】図１に用いられるコイルばねの斜視図及び作動説明図。
【図３】図１に用いられるローラタイプの一方向クラッチ部の断面図及び作動説明図。
【図４】本発明に係るプーリユニットの他の例を示す正面断面図。
【図５】本発明に係るプーリユニットのさらに他の例を示す正面断面図。
【図６】図５の正面断面図。
【図７】スプラグタイプの一方向クラッチ部の作動説明図。
【図８】図３の変形例を示す要部断面説明図。
【符号の説明】
【００６１】
１，１ａ，１ｂ プーリユニット
２ オルタネータプーリ（プーリ；原動体）
３ オルタネータ軸（回転軸；従動体）
４ 回転調整機構
５，１５ コイルばね（渦巻きばね；弾性体）
６ クラッチ機構
７ 支持体
８，１８，２８ 一方向クラッチ部
９ ブッシュ（保持体）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プーリユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車用エンジンのクランクシャフトからベルト、プーリユニット等を介してオルタネータを駆動する場合、エンジンの吸入・圧縮・燃焼膨張・排気等の行程を繰り返すことによって、クランクシャフトには脈動的な回転変動（回転中の加速度変動）を生じることがある。このような回転変動が発生すると、プーリ、回転軸、ベルト等に過大な回転トルク（ねじれ）や張力が生じることがある。一例として、圧縮行程等ではクランクシャフトの回転が瞬間的に低下する傾向となるが、オルタネータは大きな慣性を有するためその回転軸はクランクシャフト（オルタネータプーリ）の回転低下に直ちに追従できず、回転軸とプーリとの間に過大な回転トルクを発生する。その結果、ベルトがトルクの発生方向に引張られて張力が変動し、過負荷を生じたり、寿命の低下を招いたりするおそれがある。そこで、このようなベルト等の過負荷や寿命低下を生じないように、プーリと回転軸との間にばね式一方向クラッチとねじりコイルばねとを介装する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特表２００１−５２３３２５号公報（図２）
【０００４】
特許文献１の技術によれば、ばね式一方向クラッチ７６により動力を遮断したり、ねじりコイルばね７４を弾性的にねじり変形させたりすることにより、上記回転変動によるベルト等の過負荷を軽減することができる。特許文献１では、エンジンからの動力は、プーリ１０６→ばね式一方向クラッチ７６→ねじりコイルばね７４→シャフト３６の径路で伝達される。また、プーリ１０６内周面とねじりコイルばね７４（アウタースリーブ６４外周面）とは、それらの間に介装されたスリーブブッシング１１２により周方向の相対変位可能に接続されている。そのため、クラッチ７６により動力が遮断されるたびに、スリーブブッシング１１２はアウタースリーブ６４の回転摺動を受けて摩耗し、破損を生じる場合もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、伝動径路を工夫することにより、例えばベルトが巻掛けられるプーリと回転変動に基づき弾性変形する弾性体との間の介装体(ブッシュなど)における摩耗を防止して、長寿命のプーリユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係るプーリユニットは、
ベルトが巻掛けられるプーリと、そのプーリと同芯状に配置され一体回転可能な回転軸とのうち一方を原動体、他方を従動体とし、原動体から従動体に至る伝動径路に回転調整機構が介装されたプーリユニットであって、
前記回転調整機構は、
前記伝動径路途中に配設され、前記原動体と従動体との少なくとも一方に発生する回転変動に基づき弾性変形する弾性体と、
その弾性体から前記従動体に至る前記伝動径路途中に配設され、前記原動体の回転数が前記従動体の回転数を所定値以上下回ったときに前記原動体から従動体への動力伝達を遮断するクラッチ機構とを備え、
主として前記原動体側で発生する微小回転変動を前記弾性体の弾性変形により低減し、かつ主として前記原動体側で発生する前記微小回転変動よりも大きな回転変動を前記クラッチ機構の動力遮断により除去することを特徴とする。
【０００７】
また、上記課題を解決するために、本発明に係るプーリユニットの具体的態様は、
ベルトが巻掛けられるプーリから、そのプーリと同芯状に配置され一体回転可能な回転軸に至る伝動径路に回転調整機構が介装されたプーリユニットであって、
前記回転調整機構は、
前記伝動径路途中に配設され、前記プーリと回転軸との少なくとも一方に発生する回転変動に基づき弾性変形する弾性体と、
その弾性体から前記回転軸に至る前記伝動径路途中に配設され、前記プーリの回転数が前記回転軸の回転数を所定値以上下回ったときに前記プーリから回転軸への動力伝達を遮断するクラッチ機構とを備え、
主として前記プーリ側で発生する微小回転変動を前記弾性体の弾性変形により低減し、かつ主として前記プーリ側で発生する前記微小回転変動よりも大きな回転変動を前記クラッチ機構の動力遮断により除去することを特徴とする。
【０００８】
このように、原動体（プーリ又は回転軸）から従動体（回転軸又はプーリ）への伝動径路を、例えば、プーリ→弾性体→クラッチ機構→回転軸のように形成し、回転変動に基づき弾性変形する弾性体を動力伝達を遮断するクラッチ機構よりも伝動上手側（伝動上流側）に配置している。これによって、例えば、プーリと弾性体との間に介装されるブッシュ（保持体）は、クラッチ機構により動力が遮断されても、弾性体（あるいは弾性体の収納ケース）の回転摺動を受けずにすみ、摩耗しにくくなるので、ブッシュひいてはプーリユニットが長寿命となる。
【０００９】
なお、上記弾性体を、例えば、ＪＩＳ Ｇ４８０１-1984（ばね鋼鋼材）に規定されるようなばね鋼製のコイルばねにて構成すれば、ベルトの張力変動を低減するに足るねじりばね定数を容易に得ることができる。また、クラッチ機構には、ばね式一方向クラッチの他、ローラ式一方向クラッチ、スプラグ式一方向クラッチ等を用いてもよい。
【００１０】
よって、プーリと弾性体との間に、それらプーリと弾性体との周方向の相対変位を許容しつつ、弾性体のラジアル方向の相対変位を規制する保持体を配置すればよい。保持体は、クラッチ機構により動力が遮断されても、弾性体（あるいは弾性体の収納ケース）の回転摺動を受けずにすみ、摩耗しにくくなるので、保持体ひいてはプーリユニットが長寿命となる。
【００１１】
なお、上記保持体には、例えば、ＪＩＳ Ｂ１５８２-1996（滑り軸受用ブシュ）に規定されるような軸受合金鋳物製、軸受合金板製等のブシュの他、各種の転がり軸受等を用いることもできる。
【００１２】
そして、回転軸のラジアル方向外側に周方向に沿ってクラッチ機構が配置され、さらにそのクラッチ機構のラジアル方向外側に周方向に沿って弾性体が配置されていることが望ましい。このように、回転軸に対してクラッチ機構と弾性体とを筒状に重ね合わせて配置することによって、アキシャル方向長さを相対的に短くすることができる。
【００１３】
その際、クラッチ機構を取り巻くように配置される弾性体を、矩形状断面を有するコイルばねで構成することが好ましい。コイルばねの断面を矩形状にすれば、円形断面に比して詰めた状態（隙間の小さい状態）で巻けるので、断面積を大きくして蓄積できるエネルギーを大きくすることが容易にできる。なお、コイルばねの断面を横長の矩形に形成すれば弾性体の径を小さくでき、コイルばねの断面を縦長の矩形に形成すれば弾性体の幅を小さくできる。
【００１４】
一方、回転軸のラジアル方向外側に周方向に沿ってクラッチ機構が配置され、さらにそのクラッチ機構のアキシャル方向一端部には、回転軸の軸線に交差する面において弾性体が弾性変形するように配置されていてもよい。このように、回転軸に対してクラッチ機構を筒状に重ね合わせて配置し、弾性体をクラッチ機構（回転軸）の端部に配置することによって、ラジアル方向長さを相対的に短くすることができる。
【００１５】
その際、弾性体を、回転軸の軸線に直交する面に配置された渦巻き状のコイルばねで構成することができる。クラッチ機構の端部に渦巻き状のコイルばねを配置することによって、弾性体が蓄積できるエネルギーを大きくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（実施例１）
以下、本発明の実施の形態につき図面に示す実施例を参照して説明する。図１は本発明に係るプーリユニットの一例を示す正面断面図である。図１は自動車用エンジン（図示せず）で駆動されるオルタネータ（図示せず）のプーリユニット１を示し、エンジンからの駆動力がベルトＢから伝達される原動体としてのオルタネータプーリ２（プーリ）と、オルタネータプーリ２と同芯状に配置されて一体回転可能な従動体としてのオルタネータ軸３（回転軸）と、オルタネータプーリ２とオルタネータ軸３との間に介装された回転調整機構４と、を備えている。
【００１７】
回転調整機構４は、オルタネータプーリ２からオルタネータ軸３に至る動力の伝達経路中に配設され、弾性体としてのコイルばね５と、動力伝達と動力遮断の切り替え機能を備えたクラッチ機構６とを中心に構成されている。そして、オルタネータプーリ２の動力は、コイルばね５から動力伝達状態のクラッチ機構６を介してオルタネータ軸３に伝達される。
【００１８】
コイルばね５は、オルタネータプーリ２とオルタネータ軸３との少なくとも一方に発生する回転変動に基づき弾性変形する。ようするに、コイルばね５は、主としてオルタネータプーリ２側で発生する微小回転変動を弾性変形により低減する。クラッチ機構６は、コイルばね５からオルタネータ軸３に至る伝動経路途中に配設され、オルタネータプーリ２の回転数がオルタネータ軸３の回転数を所定値以上下回ったときにオルタネータプーリ２からオルタネータ軸３への動力伝達を遮断する。
【００１９】
このクラッチ機構６は、オルタネータ軸３のラジアル方向外側に周方向に沿って配置されている。またクラッチ機構６のラジアル方向外側の周方向に沿って、クラッチ機構６を取り巻くように、矩形状断面を有するコイルばね５が配置されている。
【００２０】
また、オルタネータプーリ２とコイルばね５との間に、それらオルタネータプーリ２とコイルばね５との周方向の相対変位を許容しつつ、コイルばね５のラジアル方向の相対変位を規制するブッシュ９（保持体）が配置されている。このブッシュ９は滑り軸受として円筒状に形成されている。
【００２１】
オルタネータプーリ２は、ベルトＢを巻掛するための波状溝２ａが外周側に形成された円筒状のプーリ本体２ｂからなり、プーリ本体２ｂの内周側において、アキシャル方向一端側（左端側）には、ブッシュ取付段部２ｃが形成されている。また、アキシャル方向他端側（右端側）には、軸受取付段部２ｄが形成されている。また、ブッシュ取付段部２ｃと軸受取付段部２ｄとの間には、コイルばね５の始端側の受止部５ａを押圧して弾性変形させるための押圧壁部２ｅが形成されている。
【００２２】
オルタネータ軸３は、円筒状に形成された軸本体３ａからなり、軸本体３ａの外周面３ｂのアキシャル方向中間側には、クラッチ機構６を構成するためのカム面３ｃが形成されている。また軸本体３ａの中心側に形成される取付軸孔３ｄにはオルタネータ入力軸（図示せず）が螺合固定されている。
【００２３】
そして、オルタネータプーリ２はオルタネータ軸３の外側で同芯状に位置して、オルタネータ軸３とオルタネータプーリ２との間に環状の収容空間部Ｓを形成している。
【００２４】
また、オルタネータ軸３とオルタネータプーリ２のアキシャル方向他端側（右端側）には、プーリ本体２ｂの軸受取付段部２ｄと、軸本体３ａの外周面３ｂとの間に、玉軸受３１（転がり軸受；軸受部）が介装されている。なお、玉軸受３１は、軸本体３ａの外周面３ｂに固定した円環状の内輪３１ａ（内側軌道輪）と、プーリ本体２ｂの軸受取付段部２ｄに固定した円環状の外輪３１ｂ（外側軌道輪）と、かかる内輪３１ａと外輪３１ｂとの間を転動する複数の玉３１ｃ（転動体）とを有する。玉軸受３１の玉３１ｃは、図示のような単列の他に複列であってもよい。
【００２５】
また、オルタネータ軸３とオルタネータプーリ２との間における収容空間部Ｓ内には、コイルばね５を保持すると共に、クラッチ機構６を構成するための支持体７が配置されている。この支持体７は、円筒状に形成する筒部７ａと、この筒部７ａのアキシャル方向一端側（左側）から外方へ突出する円板状のフランジ部７ｂとが一体形成されている。このフランジ部７ｂのアキシャル方向他端側（右側）の端面７ｃにおける内径側には、筒部７ａの外周面と面一で連続する内周壁面を有する環状のバネ収容凹部７ｄが形成されている。このバネ収容凹部７ｄ内には、コイルばね５の終端側における受止部５ｂと当接して、コイルばね５の回転を規制する回転規制壁部７ｅ（図２参照）が形成されている。
【００２６】
また、この支持体７は収容空間部Ｓ内において、オルタネータ軸３およびオルタネータプーリ２と同芯状に配置されている。かかる支持体７の筒部７ａが収容空間部Ｓを区割りするための区割部材となって、筒部７ａの内側をクラッチ収容空間部Ｓ１に区割形成するとともに、筒部７ａの外側をばね収容空間部Ｓ２に区割形成している。
【００２７】
また、ブッシュ９は、支持体７のフランジ部７ｂ外周面と、オルタネータプーリ２のアキシャル方向一端側（左端側）のブッシュ取付段部２ｃとの間に配置されている。ブッシュ９の外周側は、ブッシュ取付段部２ｃに圧入固定されるとともに、内周側は支持体７のフランジ部７ｂ外周面に摺動自在に設けられている。これにより、支持体7はオルタネータ軸３およびオルタネータプーリ２に対して相対回転自在となる。
【００２８】
また、支持体７の筒部７ａと、オルタネータ軸３との間におけるアキシャル方向一端側（左側）には、玉軸受部３２が配置されている。この玉軸受部３２は、支持体７の筒部７ａにおける内周面に形成する外輪軌道３２ａと、オルタネータ軸３の外周面３ｂに形成する内輪軌道３２ｂと、この内輪軌道３２ｂと外輪軌道３２ａとの間を転動する複数の玉３２ｃ（転動体）とを備えている。玉軸受部３２は、支持体７とオルタネータ軸３とを相対回転自在にしつつ、両者のアキシャル方向の相対変位を規制している。なお、玉軸受部３２の玉３２ｃは、図示のような単列の他に複列であってもよい。
【００２９】
また、図３に示すように、クラッチ機構６において、動力伝達と動力遮断の切り替え機能を有する一方向クラッチ部８は、オルタネータ軸３のラジアル方向外側のクラッチ収容空間部Ｓ１（図１参照）内に設けられている。かかる一方向クラッチ部８は、コロタイプを採用しており、外輪８ａとしての支持体７における筒部７ａと、カム面３ｃを有する内輪８ｂとしてのオルタネータ軸３と、外輪８ａと内輪８ｂとの間に形成される環状空間に軸線をアキシャル方向に沿わせて配置された複数（例えば８個）の円柱状のコロ８ｃと、環状空間内でコロ８ｃを保持する合成樹脂製で環状の保持器８ｄと、環状空間内で外輪８ａの回転方向（例えば時計回り）とは反対方向に向けて付勢する圧縮コイルばね８ｅ（付勢部材）とを備えている。
【００３０】
保持器８ｄは、オルタネータ軸３のカム面３ｃの角部を圧入個所となして、周方向およびアキシャル方向の相対変位を規制するように外嵌されている。ここでカム面３ｃは回転半径が周方向に沿って変化するものであり、二面幅Ｗを有する断面正多角形状（例えば正八角形状）の矩形状平面を備えている。そして、外輪８ａとしての支持体７の筒部７ａにおける内周面７ｆと、内輪８ｂとしてのカム面３ｃとの間にラジアル隙間が周方向に変化するくさび状空間Ｋが形成されている。
【００３１】
また、保持器８ｄの周方向に沿って複数（例えば８ヶ所）のポケット部８ｆが、ラジアル方向内外に貫通形成されている。このポケット部８ｆにはコロ８ｃが回転自在に収容されている。また、圧縮コイルばね８ｅは、ポケット部８ｆを形成する柱部８ｇからポケット部８ｆ内に延出形成する突起８ｈに一端側が装着されるとともに、他端側がコロ８ｃに当接している。そして、コロ８ｃは、くさび状空間Ｋ内において、圧縮コイルばね８ｅによりくさび状空間Ｋが狭まる方向（例えば反時計回り）に付勢されるとともに、その付勢力に抗してカム面３ｃ上を移動可能である。
【００３２】
コイルばね５は、図２に示すように矩形状断面のばね鋼材によってコイル状に形成されている。コイルばね５の始端および終端には、面状に形成した受止部５ａ，５ｂを備えている。このコイルばね５は、自由状態においてその径を拡大する方向にばね力が作用する。また矩形状の断面形態には、横長矩形状や、縦長矩形状を含む。
【００３３】
図１に戻り、コイルばね５はクラッチ機構６を取り巻くように、ラジアル方向外側に周方向に沿って配置されている。また、オルタネータプーリ２と支持体７の筒部７ａとの間のばね収容空間部Ｓ２内において、支持体７における筒部７ａの外側にコイルばね５が遊嵌状に外装されている。かかるコイルばね５は、その終端側が支持体７のフランジ部７ｂにおけるバネ収容凹部７ｄに挿入されている。図２に示すように、終端の受止部５ｂが回転規制壁部７ｅ（図２参照）に当接するとともに、始端の受止部５ａがオルタネータプーリ２の押圧壁部２ｅに当接している。
【００３４】
つぎに、図１から図３により、このように構成したプーリユニット１の作動について説明する。図１に示すオルタネータプーリ２は、図中矢印Ａから見て時計方向に設定回転数（例えば５０００ｒｐｍ）で回転している。このとき、図２（ｃ）に示すように、動力の伝達経路の上流側に位置するコイルばね５は、終端の受止部５ｂが支持体７の回転規制壁部７ｅに当接して回転規制されている。そのため、始端の受止部５ａがオルタネータプーリ２の押圧壁部２ｅに当接するときに加わる押圧力によって弾性変形し、この変形により一方向クラッチ部８を構成する支持体７に動力が伝達される。なお、弾性変形して拡径するコイルばね５の外周は、支持体７のフランジ部７ｂおよびオルタネータプーリ２とは接触しない。
【００３５】
図３に示すように、オルタネータプーリ２が時計方向（矢印方向）に回転すると、圧縮コイルばね８ｅの弾発力によってコロ８ｃがくさび状空間Ｋの狭い側へ食い込んだロック状態（動力伝達状態）となる。したがって、オルタネータプーリ２の回転による動力がコイルばね５、支持体７、クラッチ機構６、オルタネータ軸３の順に伝達される。
【００３６】
ここで、オルタネータプーリ２の回転数がオルタネータ軸３の回転数を上回ったとき（オルタネータ軸３の回転数がオルタネータプーリ２の回転数を下回ったとき）には、一方向クラッチ部８（クラッチ機構６）は上記ロック状態を維持しているので、オルタネータプーリ２からオルタネータ軸３への動力伝達を継続する。
【００３７】
一方、オルタネータプーリ２の回転数がオルタネータ軸３の回転数を所定値以上下回ったとき（オルタネータ軸３の回転数がオルタネータプーリ２の回転数を所定値以上上回ったとき）には、図３（ｂ）に示すように、見かけ上オルタネータ軸３が反時計方向に回転することとなる。そして、一方向クラッチ部８のくさび状空間Ｋの狭い側へ食い込んでいたコロ８ｃがくさび状空間Ｋの広い側へ移動してロック状態が解除される。これによってクラッチ機構６がフリー状態（動力遮断状態）となって、一方向クラッチ部８はオルタネータプーリ２からオルタネータ軸３への動力伝達を遮断する。ただし、ブッシュ９は、オルタネータプーリ２とコイルばね５（支持体７）との間に配置されているので、一方向クラッチ部８が動力伝達を遮断してもオルタネータプーリ２とともに一体回転が可能であり、コイルばね５（支持体７）の回転摺動による摩耗が発生しにくい。
【００３８】
なお、エンジンの吸入・圧縮・燃焼膨張・排気等の行程によって発生する脈動的な微小回転変動は、コイルばね５の弾性変形によって吸収（低減）される。
【００３９】
（変形例）
実施例１の一方向クラッチ部８（クラッチ機構６）において、図３に示す断面多角形状のオルタネータ軸３に代わり、図８のように円弧状等の湾曲状の凹曲面を有するカム面３ｃ’が形成された断面凹面形状のオルタネータ軸３’（内輪８ｂ）を用いてもよい。
【００４０】
（実施例２）
つぎに、図４は本発明に係るプーリユニットの他の例を示す正面断面図である。図４のプーリユニット１ａでは、前述のクラッチ機構６を構成するコロタイプの一方向クラッチ部８が、バネタイプの一方向クラッチ部１８に変更されている。かかる一方向クラッチ部１８は、オルタネータ軸３（回転軸；従動体）の軸本体３ａの外周面３ｂにおいて、玉軸受３１と玉軸受部３２との間に、円形状のクラッチ面１８ａを備えている。
【００４１】
このクラッチ面１８ａのラジアル方向外側に周方向に沿ってクラッチばね１８ｂが配置されている。かかるクラッチばね１８ｂは、矩形状断面のばね鋼材によってコイル状に形成し、自由状態の径が縮小する方向に使用する。このクラッチばね１８ａの始端側（右側）は周方向の変位を規制した状態でオルタネータ軸３に連結されている。また、クラッチばね１８ａの終端側（左側）は、オルタネータプーリ２（プーリ；原動体）の動力によってコイルばね５（弾性体）を介して回転駆動される支持体７の筒部７ａに連結されている。
【００４２】
そして、オルタネータ軸３の回転数がオルタネータプーリ２の回転数を下回ったときには、クラッチばね１８ｂ内周面が縮径してオルタネータ軸３のクラッチ面１８ａに接触し、この接触面に作用する摩擦力によってロック状態（動力伝達状態）が継続する。一方、これとは反対にオルタネータ軸３の回転数がオルタネータプーリ２の回転数を所定値以上上回ったときには、クラッチばね１８ｂ内周面が拡径してオルタネータ軸３のクラッチ面１８ａから離脱すると、摩擦力が解除されてフリー状態になり、動力遮断が行われるように切り替えられる。なお、図４（実施例２）において図１（実施例１）と共通する機能を有する部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００４３】
（実施例３）
つぎに、図５は本発明に係るプーリユニットのさらに他の例を示す正面断面図である。図５のプーリユニット１ｂでは、図１（実施例１）に示したプーリユニット１において、伝動経路中に配設されたクラッチ機構６のラジアル方向外側で取り巻くように配置される弾性体（コイルばね５）の配置位置が変更されている。
【００４４】
すなわち、オルタネータ軸３（回転軸；従動体）、オルタネータプーリ２（プーリ；原動体）、クラッチ機構６を備えるプーリユニット１ｂのアキシャル方向一端（左端）には、渦巻き状のコイルばね１５（渦巻きばね；弾性体）を収容する環状の弾性体保持部材２０が装着されている。また、同芯状に配置されるオルタネータ軸３とオルタネータプーリ２との間の収容空間部Ｓには、弾性体保持部材２０内のコイルばね１５と連繋する支持体１７が配置されている。
【００４５】
この支持体１７は、円筒状に形成された筒部１７ａと、この筒部１７ａのアキシャル方向一端側（左側）において、オルタネータ軸３の軸線と直交するように一体形成された取付壁面１７ｂとを有している。また、取付壁面１７ｂのアキシャル方向端面（左端面）中央には、同方向へ突出する円柱状のボス１７ｃが一体形成され、ボス１７ｃにはラジアル方向に貫通する係止スリット１７ｄが切欠き形成されている（図６参照）。
【００４６】
かかる支持体１７の筒部１７ａ外周面と、オルタネータプーリ２のアキシャル方向一端側（左端側）のブッシュ取付段部２ｃとの間に、ブッシュ１９（保持体）が配置されている。このブッシュ１９は滑り軸受として鍔付き円筒状に形成されている。ブッシュ１９は、外周側がブッシュ取付段部２ｃに圧入固定されるとともに、内周側が支持体１７の筒部１７ａ外周面に摺動自在に設けられている。これにより、支持体１７はオルタネータ軸３およびオルタネータプーリ２に対して相対回転自在となる。
【００４７】
また、弾性体保持部材２０は、円筒部２０ａの一端に底壁２０ｂが一体形成された有底円筒状の本体２０ｃからなる。円筒部２０ａ内に支持体１７のボス１７ｃが配置されるように、底壁２０ｂ中央にはボス１７ｃが挿通する挿通孔２０ｄが穿設されている（図６参照）。また、オルタネータプーリ２のアキシャル方向一端側の外周面に外嵌するための周壁部２０ｅが、底壁２０ｂからアキシャル方向他端側に一体的に突出形成されている。また、本体２０ｃ内の周壁部２０ｅには、中心側に向かって押圧突起２０ｆが一体形成されている（図６参照）。
【００４８】
そして、弾性体保持部材２０の周壁部２０ｅ内に、オルタネータプーリ２のアキシャル方向一端側の外周面が圧入嵌合されている。これによって、弾性体保持部材２０とオルタネータプーリ２とが一体結合して、相対回転を規制され（一体回転可能とされ）ている。
【００４９】
コイルばね１５は、図６に示すように矩形状断面のばね鋼材によって渦巻き状に形成されている。コイルばね１５の始端はフック片１５ａを有するとともに、終端を係合部１５ｂとなしている。また矩形状の断面形態には、横長矩形状や、縦長矩形状を含む。
【００５０】
このコイルばね１５は、フック片１５ａをボス１７ｃの係止スリット１８ｄに挿入するとともに、係合部１５ｂを押圧突起２０ｆに当接させることにより、弾性体保持部材２０内に収容されている。
【００５１】
図５に戻り、オルタネータプーリ２には、プーリ本体２ｂの内周側において、アキシャル方向他端側（右側）に、玉軸受部３２を構成する外輪軌道３２ａが形成されている。また、オルタネータ軸３には、軸本体３ａの外周面３ｂにおいて、アキシャル方向一端側（左端側）に、クラッチ機構６を構成するためのカム面３ｃが形成されている。また、アキシャル方向他端側（右側）には、玉軸受部３２を構成する内輪軌道３２ｂが形成されている。また、オルタネータプーリ２とオルタネータ軸３とを相対回転自在にするため、外輪軌道３２ａと内輪軌道３２ｂとの間に転動する複数の玉３２ｃ（転動体）が配置されている。なお、玉軸受部３２の玉３２ｃは、図示のような複列の他に単列であってもよい。
【００５２】
また、クラッチ機構６において、動力伝達と動力遮断の切り替え機能を有する一方向クラッチ部１８は、図１（実施例１）の一方向クラッチ部８と同様に、オルタネータ軸３のラジアル方向外側に設けられている。
【００５３】
つぎに、図５および図６により、このように構成したプーリユニット１ｂの作動について説明する。図５に示すオルタネータプーリ２は、図中矢印Ａから見て時計方向に設定回転数（例えば５０００ｒｐｍ）で回転している。このとき、図６に示すように、動力の伝達経路の上流側に配置するコイルばね１５は、フック片１５ａが支持体７のボス１７ｃによって回転規制されている。そのため、オルタネータプーリ２と一体回転する弾性体保持部材２０の押圧突起２０ｆに当接するときに係合部１５ｂに加わる押圧力によって弾性変形し、この変形により一方向クラッチ部１８を構成する支持体１７に動力が伝達される。
【００５４】
この一方向クラッチ部１８でも、図１（実施例１）の一方向クラッチ部８と同様に、オルタネータプーリ２が時計方向に回転すると、ロック状態（動力伝達状態）となる。したがって、オルタネータプーリ２の回転による動力がコイルばね１５、支持体１７、クラッチ機構６、オルタネータ軸３の順に伝達される。
【００５５】
ここで、オルタネータプーリ２の回転数がオルタネータ軸３の回転数を上回ったとき（オルタネータ軸３の回転数がオルタネータプーリ２の回転数を下回ったとき）には、一方向クラッチ部１８（クラッチ機構６）は上記ロック状態を維持しているので、オルタネータプーリ２からオルタネータ軸３への動力伝達を継続する。
【００５６】
一方、オルタネータプーリ２の回転数がオルタネータ軸３の回転数を所定値以上下回ったとき（オルタネータ軸３の回転数がオルタネータプーリ２の回転数を所定値以上上回ったとき）には、図３（ｂ）に示したように、見かけ上オルタネータ軸３が反時計方向に回転することとなる。そして、一方向クラッチ部１８のくさび状空間Ｋの狭い側へ食い込んでいたコロ８ｃがくさび状空間Ｋの広い側へ移動してロック状態が解除される。これによってクラッチ機構６がフリー状態（動力遮断状態）となって、一方向クラッチ部１８はオルタネータプーリ２からオルタネータ軸３への動力伝達を遮断する。ただし、ブッシュ１９は、オルタネータプーリ２とコイルばね１５（支持体１７）との間に配置されているので、一方向クラッチ部８が動力伝達を遮断してもオルタネータプーリ２とともに一体回転が可能であり、コイルばね１５（支持体１７）の回転摺動による摩耗が発生しにくい。
【００５７】
なお、エンジンの吸入・圧縮・燃焼膨張・排気等の行程によって発生する脈動的な微小回転変動は、コイルばね１５の弾性変形によって吸収（低減）される。
【００５８】
（実施例４）
つぎに、図７はスプラグタイプの一方向クラッチ部を用いた場合の作動を示す説明図である。図７では、図３（実施例１）に示すコロタイプの一方向クラッチ部８がスプラグタイプの一方向クラッチ部２８に変更されている。かかる一方向クラッチ部２８は、支持体７の筒部７ａを外輪２８ａ、オルタネータ軸３を内輪２８ｂとし、これら外輪２８ａと内輪２８ｂとの間に形成される環状空間に、軸線をアキシャル方向に沿わせて配置された複数のスプラグ２８ｃと、環状空間内でスプラグ２８ｃを保持する環状の内輪側保持器２８ｄ、環状の外輪側保持器２８ｅおよび環状バネ２８ｆとを備えている。
【００５９】
スプラグ２８ｃは、外輪２８ａおよび内輪２８ｂの対向面に対し各々傾斜して配置されるとともに、内輪側保持器２８ｄと外輪側保持器２８ｅとによってその傾斜状態が保持されている。そして、外輪２８ａが時計方向に回転すると、外輪２８ａとスプラグ２８ｃの接触個所に作用する摩擦力によって、スプラグ２８ｃは右方向にさらに傾き、外輪２８ａと内輪２８ｂの間に強く噛み込んだロック状態となって動力が伝達される。一方、これとは反対に外輪２８ａが反時計方向に回転すると、スプラグ２８ｃは左方向に傾き、外輪２８ａと内輪２８ｂとの噛み合いが解除されたフリー状態となって動力が遮断される。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明に係るプーリユニットの一例を示す正面断面図。
【図２】図１に用いられるコイルばねの斜視図及び作動説明図。
【図３】図１に用いられるローラタイプの一方向クラッチ部の断面図及び作動説明図。
【図４】本発明に係るプーリユニットの他の例を示す正面断面図。
【図５】本発明に係るプーリユニットのさらに他の例を示す正面断面図。
【図６】図５の正面断面図。
【図７】スプラグタイプの一方向クラッチ部の作動説明図。
【図８】図３の変形例を示す要部断面説明図。
【符号の説明】
【００６１】
１，１ａ，１ｂ プーリユニット
２ オルタネータプーリ（プーリ；原動体）
３ オルタネータ軸（回転軸；従動体）
４ 回転調整機構
５，１５ コイルばね（渦巻きばね；弾性体）
６ クラッチ機構
７ 支持体
８，１８，２８ 一方向クラッチ部
９ ブッシュ（保持体）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルトが巻掛けられるプーリと、そのプーリと同芯状に配置され一体回転可能な回転軸とのうち一方を原動体、他方を従動体とし、原動体から従動体に至る伝動径路に回転調整機構が介装されたプーリユニットであって、
前記回転調整機構は、
前記伝動径路途中に配設され、前記原動体と従動体との少なくとも一方に発生する回転変動に基づき弾性変形する弾性体と、
その弾性体から前記従動体に至る前記伝動径路途中に配設され、前記原動体の回転数が前記従動体の回転数を所定値以上下回ったときに前記原動体から従動体への動力伝達を遮断するクラッチ機構とを備え、
主として前記原動体側で発生する微小回転変動を前記弾性体の弾性変形により低減し、かつ主として前記原動体側で発生する前記微小回転変動よりも大きな回転変動を前記クラッチ機構の動力遮断により除去することを特徴とするプーリユニット。
【請求項２】
ベルトが巻掛けられるプーリから、そのプーリと同芯状に配置され一体回転可能な回転軸に至る伝動径路に回転調整機構が介装されたプーリユニットであって、
前記回転調整機構は、
前記伝動径路途中に配設され、前記プーリと回転軸との少なくとも一方に発生する回転変動に基づき弾性変形する弾性体と、
その弾性体から前記回転軸に至る前記伝動径路途中に配設され、前記プーリの回転数が前記回転軸の回転数を所定値以上下回ったときに前記プーリから回転軸への動力伝達を遮断するクラッチ機構とを備え、
主として前記プーリ側で発生する微小回転変動を前記弾性体の弾性変形により低減し、かつ主として前記プーリ側で発生する前記微小回転変動よりも大きな回転変動を前記クラッチ機構の動力遮断により除去することを特徴とするプーリユニット。
【請求項３】
前記プーリと弾性体との間に、それらプーリと弾性体との周方向の相対変位を許容しつつ、前記弾性体のラジアル方向の相対変位を規制する保持体が配置されている請求項２に記載のプーリユニット。
【請求項４】
前記回転軸のラジアル方向外側に周方向に沿って前記クラッチ機構が配置され、さらにそのクラッチ機構のラジアル方向外側に周方向に沿って前記弾性体が配置されている請求項２又は３に記載のプーリユニット。
【請求項５】
前記弾性体は、前記クラッチ機構を取り巻くように配置されるとともに、矩形状断面を有するコイルばねで構成されている請求項４に記載のプーリユニット。
【請求項６】
前記回転軸のラジアル方向外側に周方向に沿って前記クラッチ機構が配置され、さらにそのクラッチ機構のアキシャル方向一端部には、前記回転軸の軸線に交差する面において前記弾性体が弾性変形するように配置されている請求項２又は３に記載のプーリユニット。
【請求項７】
前記弾性体は、前記回転軸の軸線に直交する面に配置された渦巻き状のコイルばねで構成されている請求項６に記載のプーリユニット。
【請求項１】
ベルトが巻掛けられるプーリと、そのプーリと同芯状に配置され一体回転可能な回転軸とのうち一方を原動体、他方を従動体とし、原動体から従動体に至る伝動径路に回転調整機構が介装されたプーリユニットであって、
前記回転調整機構は、
前記伝動径路途中に配設され、前記原動体と従動体との少なくとも一方に発生する回転変動に基づき弾性変形する弾性体と、
その弾性体から前記従動体に至る前記伝動径路途中に配設され、前記原動体の回転数が前記従動体の回転数を所定値以上下回ったときに前記原動体から従動体への動力伝達を遮断するクラッチ機構とを備え、
主として前記原動体側で発生する微小回転変動を前記弾性体の弾性変形により低減し、かつ主として前記原動体側で発生する前記微小回転変動よりも大きな回転変動を前記クラッチ機構の動力遮断により除去することを特徴とするプーリユニット。
【請求項２】
ベルトが巻掛けられるプーリから、そのプーリと同芯状に配置され一体回転可能な回転軸に至る伝動径路に回転調整機構が介装されたプーリユニットであって、
前記回転調整機構は、
前記伝動径路途中に配設され、前記プーリと回転軸との少なくとも一方に発生する回転変動に基づき弾性変形する弾性体と、
その弾性体から前記回転軸に至る前記伝動径路途中に配設され、前記プーリの回転数が前記回転軸の回転数を所定値以上下回ったときに前記プーリから回転軸への動力伝達を遮断するクラッチ機構とを備え、
主として前記プーリ側で発生する微小回転変動を前記弾性体の弾性変形により低減し、かつ主として前記プーリ側で発生する前記微小回転変動よりも大きな回転変動を前記クラッチ機構の動力遮断により除去することを特徴とするプーリユニット。
【請求項３】
前記プーリと弾性体との間に、それらプーリと弾性体との周方向の相対変位を許容しつつ、前記弾性体のラジアル方向の相対変位を規制する保持体が配置されている請求項２に記載のプーリユニット。
【請求項４】
前記回転軸のラジアル方向外側に周方向に沿って前記クラッチ機構が配置され、さらにそのクラッチ機構のラジアル方向外側に周方向に沿って前記弾性体が配置されている請求項２又は３に記載のプーリユニット。
【請求項５】
前記弾性体は、前記クラッチ機構を取り巻くように配置されるとともに、矩形状断面を有するコイルばねで構成されている請求項４に記載のプーリユニット。
【請求項６】
前記回転軸のラジアル方向外側に周方向に沿って前記クラッチ機構が配置され、さらにそのクラッチ機構のアキシャル方向一端部には、前記回転軸の軸線に交差する面において前記弾性体が弾性変形するように配置されている請求項２又は３に記載のプーリユニット。
【請求項７】
前記弾性体は、前記回転軸の軸線に直交する面に配置された渦巻き状のコイルばねで構成されている請求項６に記載のプーリユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−８２５０８（Ｐ２００８−８２５０８Ａ）
【公開日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２６５７５３（Ｐ２００６−２６５７５３）
【出願日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
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