CN104428563B - 带轮结构体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带轮结构体，具备：卷挂带的筒状的第一旋转体；第二旋转体，在所述第一旋转体的内侧设置成相对于所述第一旋转体能够相对旋转；及受扭螺旋弹簧，收容在所述第一旋转体与所述第二旋转体之间的空间内，其中，所述受扭螺旋弹簧具有：一端侧区域，位于一端侧，且在带轮结构体停止的状态下外周面借助所述受扭螺旋弹簧的扩径方向的自弹性复原力而与所述第一旋转体和所述第二旋转体中的一方的旋转体接触；另一端侧区域，位于另一端侧，且在带轮结构体停止的状态下内周面与另一方的旋转体接触；及中区域，在通过两个所述旋转体的相对旋转而所述受扭螺旋弹簧向扩径方向扭转的情况下，所述受扭螺旋弹簧的所述另一端侧区域中的至少周向一部分的内周面从所述另一方的旋转体分离。

Description

带轮结构体
技术领域
本发明涉及具备螺旋弹簧的带轮结构体。
背景技术
在通过机动车等的发动机的动力对交流发电机等辅机进行驱动的辅机驱动系统中，在与交流发电机等辅机的驱动轴连结的带轮和与发动机的曲轴连结的带轮上架设带，经由该带将发动机的转矩向辅机传递。通常，发动机的曲轴由于发动机的爆发行程等的原因而转速发生变动，伴随于此带的行进速度也发生变动。因此，在与辅机的驱动轴连结的带轮和带之间发生打滑，或者带的力较大地变动。这样的带的打滑或张力的过大的变动成为带的噪音的产生或寿命下降等的原因。
尤其是交流发电机由于发电轴的惯性力矩大，因此带的打滑或张力变动容易发生。此外，当曲轴的旋转变动向发电轴传递时，存在使交流发电机的耐久性下降、而且给发电效率造成不良影响这样的问题。
因此，以往提出了用于吸收曲轴的旋转变动的各种带轮。例如，专利文献1记载的带轮结构体具有卷挂带的第一旋转体、设置在第一旋转体的内侧且相对于第一旋转体能够相对旋转的第二旋转体、配置在2个旋转体之间的螺旋弹簧。螺旋弹簧的两端部的外周面(或内周面)通过扩径方向(或缩径方向)的自弹性复原力而分别压接于第一旋转体和第二旋转体。
曲轴的旋转变动经由带向第一旋转体传递，当2个旋转体相对旋转时，在2个旋转体之间经由螺旋弹簧来传递转矩，并且螺旋弹簧沿周向扭转，由此来吸收旋转变动。因此，能够抑制带的打滑或张力变动。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本国特开2008-57763号公报
发明内容
【发明要解决的课题】
然而，在上述的专利文献1的带轮结构体中，使螺旋弹簧扩径的方向的扭转角度越增加而扭矩越增加，因此在扭转角度比较大的使用状况下，螺旋弹簧可能容易变得疲劳。
针对该问题，以往通过增加螺旋弹簧的匝数而使弹簧常数下降，减少了作用于螺旋弹簧的负载。当弹簧常数下降时，即使扭转角度相同，扭矩也会下降，因此能够提高螺旋弹簧的耐疲劳性。然而，当增加螺旋弹簧的匝数时，螺旋弹簧的轴向长度变长，因此产生带轮结构体变得大型化这样的问题。
因此，本发明目的在于提供一种不使带轮结构体大型化而能够提高螺旋弹簧的耐疲劳性的带轮结构体。
【用于解决课题的方案】
本发明的第一方案的带轮结构体具备：
卷挂带的筒状的第一旋转体；
第二旋转体，在所述第一旋转体的内侧设置成相对于所述第一旋转体能够相对旋转；及
受扭螺旋弹簧，收容在所述第一旋转体与所述第二旋转体之间的空间内，其中，
所述受扭螺旋弹簧具有：一端侧区域，位于一端侧，且在带轮结构体停止的状态下外周面借助所述受扭螺旋弹簧的扩径方向的自弹性复原力而与所述第一旋转体和所述第二旋转体中的一方的旋转体接触；另一端侧区域，位于另一端侧，且在带轮结构体停止的状态下内周面与另一方的旋转体接触；及中区域，
在通过两个所述旋转体的相对旋转而所述受扭螺旋弹簧向扩径方向扭转的情况下，所述受扭螺旋弹簧的所述另一端侧区域中的至少周向一部分的内周面从所述另一方的旋转体分离。
根据该结构，在带轮结构体停止时，受扭螺旋弹簧的一端侧的外周面借助扩径方向的自弹性复原力而压紧于一方的旋转体，另一端侧区域的内周面与另一方的旋转体接触，由此固定于2个旋转体。
在2个旋转体相对旋转的情况下，受扭螺旋弹簧扭转，因此能够吸收旋转变动。
在受扭螺旋弹簧向扩径方向扭转的情况下，由于受扭螺旋弹簧的扩径变形，受扭螺旋弹簧的另一端侧区域的内周面中的至少周向一部分从另一方的旋转体分离，因此与带轮结构体停止时相比，受扭螺旋弹簧的有效匝数增加。受扭螺旋弹簧的有效匝数是从弹簧全长除去将弹簧固定的部分后的范围的匝数，有效匝数越大，弹簧常数越小。因此，本方案的带轮结构体在2个旋转体相对旋转时，能够使受扭螺旋弹簧的有效匝数增加而使弹簧常数下降，因此与相对旋转时螺旋弹簧的两端部的内周面或外周面也固定于旋转体的以往的带轮结构体相比，不会增加螺旋弹簧的匝数(不会使带轮结构体大型化)，而能够提高受扭螺旋弹簧的耐疲劳性。
需要说明的是，在本发明中，“带轮结构体停止时”是指外力未作用于带轮结构体的状态(受扭螺旋弹簧的扭转角度为0的状态)。
本发明的第二方案的带轮结构体以第一方案为基础，其中，所述另一方的旋转体具有与所述受扭螺旋弹簧的所述另一端侧的端面在周向上相对的抵接面，
在通过两个所述旋转体的相对旋转而所述受扭螺旋弹簧向扩径方向扭转的情况下，所述受扭螺旋弹簧的所述另一端侧的端面触碰于所述抵接面。
根据该结构，在受扭螺旋弹簧向扩径方向扭转时，使受扭螺旋弹簧的另一端侧的端面与另一方的旋转体的抵接面抵接，由此能够将受扭螺旋弹簧固定于另一方的旋转体。
本发明的第三方案的带轮结构体以第二方案为基础，其中，在带轮结构体停止的状态下，所述带轮结构体具有在所述受扭螺旋弹簧的所述另一端侧区域的外周面与所述第一旋转体或所述第二旋转体之间形成的第一间隙，
通过两个所述旋转体的相对旋转而所述受扭螺旋弹簧向扩径方向扭转的情况下，在所述受扭螺旋弹簧的所述另一端侧的端面触碰于所述抵接面的时刻，所述受扭螺旋弹簧的所述另一端侧区域的外周面与两个所述旋转体中的任一个都不接触。
根据该结构，在带轮结构体停止的状态下，在受扭螺旋弹簧的另一端侧区域的外周面与旋转体之间存在间隙，因此在受扭螺旋弹簧向扩径方向扭转的情况下，容易使受扭螺旋弹簧的另一端侧区域扩径变形，能够使另一端侧区域的内周面从所述另一方的旋转体分离。
另外，在受扭螺旋弹簧的另一端侧的端面触碰于所述抵接面的时刻，受扭螺旋弹簧的另一端侧区域的外周面与2个旋转体中的任一个都不接触，因此仅通过抵接面就能够将受扭螺旋弹簧的另一端侧区域固定，能够增大有效匝数。
本发明的第四方案的带轮结构体以第三方案为基础，其中，在带轮结构体停止的状态下，所述带轮结构体具有在所述受扭螺旋弹簧的所述中区域的外周面与所述第一旋转体或所述第二旋转体之间形成的第二间隙。
根据该结构，在带轮结构体停止的状态下，在受扭螺旋弹簧的中区域的外周面与旋转体之间存在间隙，因此在受扭螺旋弹簧向扩径方向扭转的情况下，能够容易地使受扭螺旋弹簧扩径变形。而且，在扩径方向的扭转角度增大而受扭螺旋弹簧的中区域的外周面与旋转体抵接的情况下，能够限制进一步的扩径变形，能够防止受扭螺旋弹簧的破损。
本发明的第五方案的带轮结构体以第四方案为基础，其中，所述第一间隙的大小为所述第二间隙的大小以下。
根据该结构，在受扭螺旋弹簧的扩径方向的扭转角度增大而受扭螺旋弹簧的另一端侧区域的外周面与旋转体抵接的情况下，大致与此同时，或者在与之相比扭转角度进一步增大时，受扭螺旋弹簧的中区域的外周面与旋转体抵接，能够限制进一步的扩径变形，能够防止受扭螺旋弹簧的破损。而且，受扭螺旋弹簧的外周面与旋转体抵接，由此受扭螺旋弹簧的有效匝数变化，因此能够形成为具有3个以上的弹簧常数的带轮结构体。
本发明的第六方案的带轮结构体以第二方案为基础，其中，所述带轮结构体还具有限制单元，在通过两个所述旋转体的相对旋转而所述受扭螺旋弹簧向扩径方向扭转的情况下，所述限制单元在所述受扭螺旋弹簧的所述另一端侧的端面触碰于所述抵接面之前限制所述受扭螺旋弹簧的所述另一端侧区域的扩径变形。
在未设置限制单元的情况下，当受扭螺旋弹簧向扩径方向扭转时，作用于各卷绕部的扭转应力不恒定，扭转应力集中于受扭螺旋弹簧的另一端侧的卷绕部，该卷绕部的扩径变形变得最大，但是在本方案中，通过限制单元，能够限制受扭螺旋弹簧的另一端侧区域的扩径变形，因此能够抑制扭转应力集中于另一端侧区域的情况，能够减小作用在受扭螺旋弹簧的各卷绕部上的扭转应力之差。其结果是，能够防止受扭螺旋弹簧的疲劳破坏。
本发明的第七方案的带轮结构体以第六方案为基础，其中，所述另一方的旋转体具有所述限制单元。
本发明的第八方案的带轮结构体以第七方案为基础，其中，所述限制单元是朝向径向内侧突出且与所述受扭螺旋弹簧的所述另一端侧区域的周向一部分的外周面相对的至少一个支承突起部，
在通过两个所述旋转体的相对旋转而所述受扭螺旋弹簧向扩径方向扭转的情况下，所述至少一个支承突起部抵接于所述受扭螺旋弹簧的所述另一端侧区域的外周面，从而限制所述受扭螺旋弹簧的所述另一端侧区域的扩径变形。
根据该结构，在受扭螺旋弹簧向扩径方向扭转的情况下，支承突起部与受扭螺旋弹簧的另一端侧区域的周向一部分的外周面抵接，因此能够抑制扭转应力集中于另一端侧区域的情况，并能够使受扭螺旋弹簧的另一端侧区域的周向一部分的内周面从另一方的旋转体分离。即，在使受扭螺旋弹簧的有效匝数增加的同时，支承突起部不会成为干扰。
本发明的第九方案的带轮结构体以第八方案为基础，其中，形成有所述支承突起部的区域包含从所述抵接面绕旋转轴分离了90°的位置。
在未设置所述限制单元的情况下，当受扭螺旋弹簧向扩径方向扭转时，扭转应力最集中在从受扭螺旋弹簧的另一端侧的端面绕旋转轴分离了90°的位置附近。在本方案中，支承突起部以包含从抵接面绕旋转轴分离90°的位置的方式配置，因此能够防止扭转应力集中于从受扭螺旋弹簧的另一端侧的端面绕旋转轴分离了90°的位置附近的情况。
本发明的第十方案的带轮结构体以第九方案为基础，其中，形成有所述支承突起部的区域的距所述抵接面远的一方的端部与所述抵接面之间绕旋转轴所成的角度为315°以下。
在支承突起部的距抵接面远的一方的端部与抵接面所成的绕旋转轴的角度过大的情况下，受扭螺旋弹簧的另一端侧区域与支承突起部的接触面积增大，受扭螺旋弹簧的另一端侧区域在支承突起部上不易滑动。因此，受扭螺旋弹簧的另一端侧区域在支承突起部上滑动，受扭螺旋弹簧的另一端侧的端面与抵接面抵接时的扭转角度增大，因此受扭螺旋弹簧在直至其扭转角度为止的扭转范围内容易疲劳。
在本方案中，由于支承突起部的距抵接面远的一方的端部与抵接面所成的绕旋转轴的角度为315°以下，因此能够防止受扭螺旋弹簧的另一端侧区域在支承突起部上滑动时的扭转角度过大的情况。
本发明的第十一方案的带轮结构体以第八至第十方案中任一方案为基础，其中，在带轮结构体停止的状态下，所述带轮结构体具有在所述受扭螺旋弹簧的所述另一端侧区域的外周面与所述另一方的旋转体的所述支承突起部以外的部分之间形成的第四间隙，且所述受扭螺旋弹簧的所述另一端侧区域的外周面与所述支承突起部接触，或者所述带轮结构体具有在所述受扭螺旋弹簧的所述另一端侧区域的外周面与所述支承突起部之间形成的比所述第四间隙小的第三间隙。
根据该结构，在带轮结构体停止的状态下，由于在受扭螺旋弹簧的另一端侧区域的外周面与另一方的旋转体的支承突起部以外的部分之间存在间隙(第四间隙)，因此在受扭螺旋弹簧向扩径方向扭转时，能够使受扭螺旋弹簧的另一端侧区域扩径变形，使另一端侧区域的内周面从所述另一方的旋转体分离。
本发明的第十二方案的带轮结构体以第六方案为基础，其中，所述受扭螺旋弹簧具有所述限制单元。
本发明的第十三方案的带轮结构体以第十二方案为基础，其中，所述限制单元是朝向径向外侧突出且存在于所述受扭螺旋弹簧的所述另一端侧区域的周向一部分的外周面上的至少一个支承突起部，
在通过两个所述旋转体的相对旋转而所述受扭螺旋弹簧向扩径方向扭转的情况下，所述至少一个支承突起部与所述另一方的旋转体的内周面抵接，从而限制所述受扭螺旋弹簧的所述另一端侧区域的扩径变形。
根据该结构，在受扭螺旋弹簧向扩径方向扭转的情况下，在受扭螺旋弹簧的另一端侧区域设置的支承突起部与所述另一方的旋转体的内周面抵接，因此能够抑制扭转应力集中于另一端侧区域的情况，并能够使受扭螺旋弹簧的另一端侧区域的周向一部分的内周面从另一方的旋转体分离。即，在使受扭螺旋弹簧的有效匝数增加的同时，支承突起部不会成为干扰。
本发明的第十四方案的带轮结构体以第六至第十三方案中任一方案为基础，其中，在带轮结构体停止的状态下，所述带轮结构体具有在所述受扭螺旋弹簧的所述中区域的外周面与所述第一旋转体或所述第二旋转体之间形成的第二间隙。根据该结构，能得到与第四方案同样的效果。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的带轮结构体的剖视图。
图2是图1的A-A线剖视图。
图3是图1的B-B线剖视图。
图4是表示第一实施方式及第五实施方式的带轮结构体的受扭螺旋弹簧的扭转角度与扭矩的关系的坐标图。
图5是本发明的第二实施方式的带轮结构体的剖视图。
图6是图5的C-C线剖视图。
图7是图5的D-D线剖视图。
图8是本发明的第三实施方式的带轮结构体的剖视图。
图9是图8的E-E线剖视图。
图10是图8的F-F线剖视图。
图11是本发明的第四实施方式的带轮结构体的剖视图。
图12是图11的G-G线剖视图。
图13是图11的H-H线剖视图。
图14是本发明的第五实施方式的带轮结构体的剖视图。
图15是本发明的第六实施方式的带轮结构体的剖视图。
图16是本发明的第七实施方式的带轮结构体的剖视图。
具体实施方式
<第一实施方式>
以下，说明本发明的第一实施方式的带轮结构体1。
本实施方式的带轮结构体1在机动车的辅机驱动系统(图示省略)中，设置在交流发电机的驱动轴上。辅机驱动系统是在与发动机的曲轴连结的驱动带轮和对交流发电机等辅机进行驱动的从动带轮上架设有带的结构，将曲轴的旋转经由带向从动带轮传递，由此来驱动交流发电机等辅机。曲轴以发动机燃烧为起因而转速发生变动，伴随于此，带的速度也发生变动。
如图1～图3所示，本实施方式的带轮结构体1具备卷绕有带B的大致筒状的第一旋转体2、在第一旋转体2的内侧将旋转轴配置成相同的大致筒状的第二旋转体3、收容在第一旋转体2与第二旋转体3之间的弹簧收容空间8内的受扭螺旋弹簧4、在第一旋转体2及第二旋转体3的轴向一端配置的端盖5。在以下的说明中，将图1中的纸面上左方向称为前方向，将右方向称为后方向。在后述的第二实施方式～第七实施方式中也同样。
第二旋转体3具有：在交流发电机的驱动轴(图示省略)上外嵌固定的筒主体3a；在筒主体3a的前端部的外侧配置的外筒部3b。
在第一旋转体2的后端部的内周面与第二旋转体3的筒主体3a的外周面之间夹设有滚动轴承6。而且，在第一旋转体2的前端部的内周面与第二旋转体3的外筒部3b的外周面之间夹设有滑动轴承7。通过这2个轴承6、7，将第一旋转体2与第二旋转体3连结成能够相对旋转。第一旋转体2及第二旋转体3向图2及图3的箭头方向旋转。
在第一旋转体2与第二旋转体3之间，在比滚动轴承6靠前方形成有弹簧收容空间8。在该弹簧收容空间8内收容有受扭螺旋弹簧4。弹簧收容空间8是形成在第一旋转体2的内周面及第二旋转体3的外筒部3b的内周面与第二旋转体3的筒主体3a的外周面之间的空间。
在弹簧收容空间8内，第一旋转体2的内径朝向后方而以2级减小。具有最小的内径的部分的内周面设为压接面2a，具有第二小的内径的部分的内周面设为环状面2b。压接面2a的直径比第二旋转体3的外筒部3b的内径小。环状面2b的直径等于或大于第二旋转体3的外筒部3b的内径。
另外，第二旋转体3的筒主体3a在前端部处，外径比弹簧收容空间8内的其他部分大。该部分的外周面设为接触面3c。
受扭螺旋弹簧4为朝左旋(朝向轴向前端为逆时针)，在未受到外力的状态下，在全长上直径恒定。而且，受扭螺旋弹簧4具有后端侧区域(一端侧区域)、中区域及前端侧区域(另一端侧区域)4b。而且，未受到外力的状态下的受扭螺旋弹簧4的外径比第一旋转体2的压接面2a的内径大。受扭螺旋弹簧4在后端侧缩径的状态下，收容在弹簧收容空间8内，受扭螺旋弹簧4的后端侧区域(一端侧区域)的外周面借助受扭螺旋弹簧4的扩径方向的自弹性复原力，而压紧于第一旋转体2的压接面2a。
另外，在带轮结构体1停止且受扭螺旋弹簧4的后端侧区域(一端侧区域)借助自弹性复原力而将外周面压紧于压接面2a的状态下，受扭螺旋弹簧4的前端侧区域(另一端侧区域)4b以稍扩径的状态与第二旋转体3的接触面3c抵接。即，在带轮结构体1停止的状态下，受扭螺旋弹簧4的前端侧区域(另一端侧区域)4b的内周面压紧于第二旋转体3的接触面3c。前端侧区域(另一端侧区域)4b是从受扭螺旋弹簧4的前侧前端(另一端)起的半周以上(绕旋转轴为180°以上)的区域。
另外，在受扭螺旋弹簧4的前端侧区域(另一端侧区域)4b的内周面与接触面3c接触的状态下，在受扭螺旋弹簧4的前端侧区域(另一端侧区域)4b的外周面与第二旋转体3的外筒部3b的内周面之间形成间隙(第一间隙)L1。
另外，在第一旋转体2的环状面2b与受扭螺旋弹簧4的中区域的外周面之间形成间隙(第二间隙)M1。在受扭螺旋弹簧4的前端侧区域(另一端侧区域)4b的内周面与接触面3c接触的状态下，所述间隙M1等于或大于形成在第二旋转体3的外筒部3b的内周面与受扭螺旋弹簧4的前端侧区域(另一端侧区域)4b的外周面之间的间隙L1(L1≤M1)。
另外，如图2所示，在第二旋转体3的前端部形成有与受扭螺旋弹簧4的前端面4a在周向上相对的抵接面3d。抵接面3d从轴向观察形成为圆弧状。
接着，说明带轮结构体1的动作。
首先，说明第一旋转体2的转速比第二旋转体3的转速快的情况，即，第一旋转体2加速的情况。这种情况下，第一旋转体2相对于第二旋转体3向与旋转方向(图2及图3的箭头方向)相同的方向相对旋转。
伴随着第一旋转体2的相对旋转，受扭螺旋弹簧4的后端侧区域与第一旋转体2的压接面2a一起相对于第二旋转体3相对旋转。由此，受扭螺旋弹簧4向扩径方向扭转。
受扭螺旋弹簧4的后端侧区域的相对于压接面2a的压接力随着受扭螺旋弹簧4的扭转角度增大而增大。
在受扭螺旋弹簧4的扩径方向的扭转角度小于规定的角度θ1(例如5°)的情况下，受扭螺旋弹簧4的前端侧区域(另一端侧区域)4b的相对于接触面3c的压接力虽然与扭转角度为零的情况相比稍下降，但是受扭螺旋弹簧4的前端侧区域(另一端侧区域)4b压接于接触面3c。
在受扭螺旋弹簧4的扩径方向的扭转角度为θ1时，受扭螺旋弹簧4的前端侧区域(另一端侧区域)4b的相对于接触面3c的压接力大致为零，受扭螺旋弹簧4的前端侧区域(另一端侧区域)4b在接触面3c上沿周向滑动，受扭螺旋弹簧4的前端面4a将第二旋转体3的抵接面3d在周向上按压。由于前端面4a按压抵接面3d，因此在2个旋转体2、3之间能够可靠地传递转矩。
当受扭螺旋弹簧4的扩径方向的扭转角度超过角度θ1时，由于受扭螺旋弹簧4的扩径变形，受扭螺旋弹簧4的前端侧区域(另一端侧区域)4b中的至少周向一部分的内周面从接触面3c分离。抵接面3d形成为圆弧状，由此当受扭螺旋弹簧4的前端面4a将抵接面3d在周向上按压时，前端面4a沿着抵接面3d向径向外侧移动，因此前端侧区域4b的内周面从接触面3c容易分离。
这样，在受扭螺旋弹簧4的扩径方向的扭转角度为角度θ1以上(小于角度θ2)的情况下，受扭螺旋弹簧4仅通过其前端面4a而固定于第二旋转体3，因此与扭转角度小于角度θ1的情况相比，受扭螺旋弹簧4的有效匝数增加。螺旋弹簧的有效匝数是指从弹簧全长去除了将弹簧固定的部分之外的范围的匝数，与弹簧常数(扭矩/扭转角度)成反比例。在此，图4是表示受扭螺旋弹簧4的扭转角度与扭矩的关系的坐标图。在扩径方向的扭转角度为角度θ1以上的情况下，有效匝数增加，由此如图4所示，弹簧常数(图4所示的直线的斜率)下降。
另外，当受扭螺旋弹簧4的扩径方向的扭转角度成为规定的角度θ2(例如45°)时，受扭螺旋弹簧4的前端侧区域(另一端侧区域)4b的外周面与第二旋转体3的外筒部3b的内周面抵接。大致与此同时，或者，扭转角度比之进一步增大时，受扭螺旋弹簧4的中区域的外周面与第一旋转体2的环状面2b抵接，或者扭转角度达到极限角度，由此受扭螺旋弹簧4的进一步的扩径变形受到限制，第一旋转体2与第二旋转体3一体旋转。由此，能够防止受扭螺旋弹簧的扩径变形引起的破损。带轮结构体停止的状态下的所述间隙L1、M1的大小考虑受扭螺旋弹簧4的包括弹簧常数、扭转角度的极限角度等在内的特性来设定。需要说明的是，图4是扭转角度为角度θ2时，受扭螺旋弹簧4的前端侧区域(另一端侧区域)4b和中区域的外周面大致同时地与第二旋转体3的外筒部3b的内周面和第一旋转体2的环状面2b分别抵接的情况下的坐标图。
接着，说明第一旋转体2的转速比第二旋转体3的转速慢的情况，即，第一旋转体2减速的情况。这种情况下，第一旋转体2相对于第二旋转体3向旋转方向(图2及图3的箭头方向)的反方向相对旋转。
伴随着第一旋转体2的相对旋转，受扭螺旋弹簧4的后端侧区域与第一旋转体2的压接面2a一起相对于第二旋转体3相对旋转，因此受扭螺旋弹簧4向缩径方向扭转。
在受扭螺旋弹簧4的缩径方向的扭转角度小于规定的角度θ3(例如10°)的情况下，虽然受扭螺旋弹簧4的后端侧区域的相对于压接面2a的压接力与扭转角度为零的情况相比稍下降，但是受扭螺旋弹簧4的后端侧区域压接于压接面2a。而且，受扭螺旋弹簧4的前端侧区域的相对于接触面3c的压接力与扭转角度为零的情况相比稍增大。
在受扭螺旋弹簧4的缩径方向的扭转角度为角度θ3以上的情况下，受扭螺旋弹簧4的后端侧区域的相对于压接面2a的压接力大致为零，受扭螺旋弹簧4的后端侧区域在压接面2a上沿周向滑动。因此，在2个旋转体2、3之间不传递转矩。
如以上说明那样，本实施方式的带轮结构体1在2个旋转体2、3相对旋转的情况下，由于受扭螺旋弹簧4扭转，因此能够吸收旋转变动。受扭螺旋弹簧4能够扩径变形至规定的扭转角度θ2，因此在大范围的扭转角度中能够吸收旋转变动。
在带轮结构体1停止的状态下，受扭螺旋弹簧4的后端侧区域的外周面借助扩径方向的自弹性复原力而压紧于第一旋转体2，前端侧区域(另一端侧区域)4b的内周面与第二旋转体3接触，由此被固定于2个旋转体2、3。
在2个旋转体2、3相对旋转而受扭螺旋弹簧4向扩径方向扭转的情况下，由于受扭螺旋弹簧4的扩径变形而受扭螺旋弹簧4的前端侧区域(另一端侧区域)4b的内周面从第二旋转体3分离，因此与带轮结构体1的停止时相比，受扭螺旋弹簧4的有效匝数增加。因此，本实施方式的带轮结构体1在2个旋转体2、3相对旋转时，能够使受扭螺旋弹簧4的有效匝数增加而使弹簧常数下降，因此与相对旋转时螺旋弹簧的两端部的内周面或外周面也固定于旋转体的以往的带轮结构体相比，不会增加螺旋弹簧的匝数(不会使带轮结构体大型化)而能够提高受扭螺旋弹簧4的耐疲劳性。
另外，在本实施方式中，第二旋转体3具有与受扭螺旋弹簧4的前端面4a相对的抵接面3d，因此在受扭螺旋弹簧4向扩径方向扭转的情况下，使受扭螺旋弹簧4的前端面4a与第二旋转体3的抵接面3d抵接，由此能够将受扭螺旋弹簧4固定于第二旋转体3。
另外，在本实施方式中，在受扭螺旋弹簧4的前端面4a与抵接面3d触碰的时刻，受扭螺旋弹簧4的前端侧区域(另一端侧区域)4b的外周面与第二旋转体3的外筒体3b的内周面未接触，因此能够仅通过抵接面3d将受扭螺旋弹簧4的前端侧区域(另一端侧区域)4b固定，能够增大受扭螺旋弹簧4的有效匝数。
另外，在本实施方式中，在带轮结构体1停止的状态下，在受扭螺旋弹簧4的前端侧区域(另一端侧区域)4b的外周面与第二旋转体3的外筒部3b的内周面之间存在间隙L1，因此在受扭螺旋弹簧4向扩径方向扭转的情况下，容易使受扭螺旋弹簧4的前端侧区域(另一端侧区域)4b扩径变形，能够使前端侧区域(另一端侧区域)4b的内周面从接触面3c分离。
另外，在本实施方式中，在带轮结构体1停止的状态下，在受扭螺旋弹簧4的中区域的外周面与第一旋转体2的环状面2b之间存在间隙M1，因此在受扭螺旋弹簧4向扩径方向扭转的情况下，能够容易地使受扭螺旋弹簧4扩径变形。
另外，由于L1≤M1，受扭螺旋弹簧的扩径方向的扭转角度增大，受扭螺旋弹簧的前端侧区域(另一端侧区域)4b的外周面与第二旋转体3的外筒部3b的内周面抵接的情况下，大致与此同时，或者在扭转角度比之进一步增大时，受扭螺旋弹簧4的中区域的外周面与第一旋转体2的环状面2b抵接。由此，能够限制受扭螺旋弹簧4的进一步的扩径变形，能够防止受扭螺旋弹簧4的破损。而且，由于受扭螺旋弹簧4的外周面与旋转体2、3抵接而受扭螺旋弹簧4的有效匝数逐级变化，因此能够形成为具有3个以上的弹簧常数的带轮结构体。
<第二实施方式>
接着，说明本发明的第二实施方式的带轮结构体101。需要说明的是，关于具有与上述的第一实施方式同样的结构的构件，使用相同标号而适当省略其说明。
与第一实施方式同样，本实施方式的带轮结构体101设置于辅机驱动系统的交流发电机的驱动轴。如图5～图7所示，带轮结构体101具备卷挂带B的大致筒状的第一旋转体102、在第一旋转体102的内侧将旋转轴配置成相同的大致筒状的第二旋转体103、受扭螺旋弹簧104、端盖5。
第一旋转体102具有：卷挂带B的筒主体102a；配置在筒主体102a的内侧且轴向长度比筒主体102a短的内筒部102b。第二旋转体103具有：在交流发电机的驱动轴(图示省略)上外嵌固定的筒主体103a；在筒主体103a的前端部的外侧配置的外筒部103b。第一旋转体102和第二旋转体103与第一实施方式同样地通过2个轴承6、7连结成能够相对旋转。
在第一旋转体102与第二旋转体103之间，在比滚动轴承6靠前方形成有收容受扭螺旋弹簧104的弹簧收容空间108。弹簧收容空间108是形成在第一旋转体102的筒主体102a的内周面及第二旋转体103的外筒部103b的内周面与第一旋转体102的内筒部102b的外周面及第二旋转体103的筒主体103a的外周面之间的空间。
第一旋转体102的内筒部102b的外径比第二旋转体103的筒主体103a的弹簧收容空间108内的部分的外径大。以下，将第一旋转体102的内筒部102b的外周面称为接触面102c。
在弹簧收容空间108内，第一旋转体102的筒主体102a的内径朝向后方以2级减小。将具有最小的内径的部分的内周面设为环状面102d，将具有第二小的内径的部分的内周面设为环状面102e。
第二旋转体103的外筒部103b的内径比第一旋转体102的筒主体102a的环状面102d的直径小。以下，将第二旋转体103的外筒部103b的内周面称为压接面103c。
与第一实施方式同样，受扭螺旋弹簧104为左旋，在未受到外力的状态下，在全长上直径恒定。而且，受扭螺旋弹簧104具有前端侧区域(一端侧区域)、中区域及后端侧区域(另一端侧区域)104b。而且，未受到外力的状态下的受扭螺旋弹簧104的外径比第二旋转体103的压接面103c的内径大。受扭螺旋弹簧104在前端侧区域缩径的状态下，收容于弹簧收容空间108内，受扭螺旋弹簧104的前端侧区域(一端侧区域)的外周面借助受扭螺旋弹簧104的扩径方向的自弹性复原力而压紧于第二旋转体103的压接面103c。
另外，在带轮结构体101停止且受扭螺旋弹簧104的前端侧区域(一端侧区域)借助自弹性复原力而将外周面压紧于压接面103c的状态下，受扭螺旋弹簧104的后端侧区域(另一端侧区域)104b以稍扩径的状态与第一旋转体102的接触面102c抵接。即，在带轮结构体101停止的状态下，受扭螺旋弹簧104的后端侧区域(另一端侧区域)104b的内周面压紧于第一旋转体102的接触面102c。后端侧区域(另一端侧区域)104b是从受扭螺旋弹簧104的后侧前端(另一端)起为半周以上(绕旋转轴为180°以上)的区域。
另外，在受扭螺旋弹簧104的后端侧区域(另一端侧区域)104b的内周面与接触面102c接触的状态下，在受扭螺旋弹簧104的后端侧区域(另一端侧区域)104b的外周面与第一旋转体102的筒主体102a的内周面(环状面102d)之间形成间隙L2。
另外，在第一旋转体102的环状面102e与受扭螺旋弹簧104的中区域的外周面之间形成有间隙M2。在受扭螺旋弹簧104的后端侧区域(另一端侧区域)104b的内周面与接触面102c接触的状态下，所述间隙M2比所述间隙L2大(L2<M2)。
另外，如图7所示，在第一旋转体102的弹簧收容空间108的后端部的位置形成有与受扭螺旋弹簧104的后端面104a在周向上相对的圆弧状的抵接面102f。
接着，说明带轮结构体101的动作。
首先，说明第一旋转体102的转速比第二旋转体103的转速快的情况。这种情况下，第一旋转体102相对于第二旋转体103向与旋转方向(图6及图7的箭头方向)相同的方向相对旋转。
伴随着第一旋转体102的相对旋转，受扭螺旋弹簧104的后端侧区域(另一端侧区域)104b与第一旋转体102的接触面102c一起相对于第二旋转体103相对旋转。由此，受扭螺旋弹簧104向扩径方向扭转。
受扭螺旋弹簧104的前端侧区域的相对于压接面103c的压接力随着受扭螺旋弹簧104的扭转角度的增大而增大。
在受扭螺旋弹簧104的扩径方向的扭转角度小于规定的角度θ11(相当于第一实施方式中的θ1)的情况下，虽然受扭螺旋弹簧104的后端侧区域(另一端侧区域)104b的相对于接触面102c的压接力与扭转角度为零的情况相比稍下降，但是受扭螺旋弹簧104的后端侧区域(另一端侧区域)104b压接于接触面102c。
在受扭螺旋弹簧104的扩径方向的扭转角度为角度θ11以上(小于θ12)的情况下，受扭螺旋弹簧104的后端侧区域(另一端侧区域)104b以压接力大致为零的状态与接触面102c接触，或者后端侧区域(另一端侧区域)104b中的至少周向一部分的内周面从接触面102c分离，受扭螺旋弹簧104的后端面104a由第一旋转体102的抵接面102f在周向上按压。因此，受扭螺旋弹簧104仅通过其后端面104a而固定于第一旋转体102，因此与扭转角度小于角度θ11的情况相比，受扭螺旋弹簧104的有效匝数增加，弹簧常数下降。
另外，当受扭螺旋弹簧104的扩径方向的扭转角度成为规定的角度θ12(相当于第一实施方式中的θ2)时，受扭螺旋弹簧104的后端侧区域(另一端侧区域)104b的外周面与第一旋转体102的筒主体102a的环状面102d抵接。大致与此同时，或者在与之相比扭转角度进一步增大时，受扭螺旋弹簧104的中区域的外周面与第一旋转体102的筒主体102a的环状面102e抵接，或者扭转角度达到极限角度，由此受扭螺旋弹簧104的进一步的扩径变形受到限制，第一旋转体102与第二旋转体103一体旋转。由此，能够防止受扭螺旋弹簧104的扩径变形引起的破损。带轮结构体停止的状态下的所述间隙L2、M2的大小考虑受扭螺旋弹簧104的包括弹簧常数、扭转角度的极限角度等在内的特性来设定。
接着，说明第一旋转体102的转速比第二旋转体103的转速慢的情况。这种情况下，第一旋转体102相对于第二旋转体103向旋转方向(图6及图7的箭头方向)的反方向相对旋转。
伴随着第一旋转体102的相对旋转，受扭螺旋弹簧104的后端侧区域(另一端侧区域)104b与第一旋转体102的接触面102c一起相对于第二旋转体103相对旋转，因此受扭螺旋弹簧104向缩径方向扭转。
在受扭螺旋弹簧104的缩径方向的扭转角度小于规定的角度θ13(相当于第一实施方式中的θ3)的情况下，虽然受扭螺旋弹簧104的前端侧区域的相对于压接面103c的压接力与扭转角度为零的情况相比稍下降，但是受扭螺旋弹簧104的前端侧区域压接于压接面103c。而且，受扭螺旋弹簧104的后端侧区域(另一端侧区域)104b的相对于接触面102c的压接力与扭转角度为零的情况相比稍增大。
在受扭螺旋弹簧104的缩径方向的扭转角度为角度θ13以上的情况下，受扭螺旋弹簧104的前端侧区域的相对于压接面103c的压接力大致为零，受扭螺旋弹簧104的前端侧区域在压接面103c上沿周向滑动。因此，在2个旋转体102、103之间不传递转矩。
本实施方式的带轮结构体101与第一实施方式的带轮结构体1同样，在2个旋转体102、103相对旋转的情况下，通过受扭螺旋弹簧104扭转而能够吸收旋转变动。而且，在第一旋转体102比第二旋转体103的转速快的情况下，能够使受扭螺旋弹簧104的有效匝数增加而使弹簧常数下降，因此与相对旋转时螺旋弹簧的两端部的内周面或外周面也固定于旋转体的以往的带轮结构体相比，不会增加螺旋弹簧的匝数(不会使带轮结构体大型化)，而能够提高受扭螺旋弹簧104的耐疲劳性。而且，通过设置间隙L2、M2，能够得到与第一实施方式中说明的效果同样的效果。
<第三实施方式>
接着，说明本发明的第三实施方式的带轮结构体201。需要说明的是，关于具有与上述的第一实施方式同样的结构的构件，使用相同标号而适当省略其说明。
本实施方式的带轮结构体201与第一实施方式同样地设置于辅机驱动系统的交流发电机的驱动轴。如图8～图10所示，带轮结构体201具备卷挂带B的大致筒状的第一旋转体202、在第一旋转体202的内侧将旋转轴配置成相同的大致筒状的第二旋转体203、受扭螺旋弹簧204、端盖5。
第一旋转体202具有：卷挂带B的筒主体202a；在筒主体202a的前端部的内侧配置的内筒部202b。第二旋转体203具有：在交流发电机的驱动轴(图示省略)上外嵌固定的筒主体203a；配置在筒主体203a的外侧且比筒主体203a的轴向长度短的外筒部203b。
在第一旋转体202的筒主体202a的后端部的内周面与第二旋转体203的筒主体203a的外周面之间夹设有滚动轴承206，在第一旋转体202的内筒部202b的内周面与第二旋转体203的筒主体203a的外周面之间夹设有滑动轴承207。通过这2个轴承206、207，将第一旋转体202与第二旋转体203连结成能够相对旋转。
在第一旋转体202与第二旋转体203之间，且在比滚动轴承206靠前方，形成有收容受扭螺旋弹簧204的弹簧收容空间208。弹簧收容空间208是形成在第一旋转体202的筒主体202a的内周面及第二旋转体203的外筒部203b的内周面与第一旋转体202的内筒部202b的外周面及第二旋转体203的筒主体203a的外周面之间的空间。
第一旋转体202的内筒部202b的外径比第二旋转体203的筒主体203a的弹簧收容空间208内的部分的外径大。以下，将第一旋转体202的内筒部202b的外周面称为接触面202c。
第二旋转体203的外筒部203b的内径比第一旋转体202的筒主体202a的弹簧收容空间208内的部分的内径小。以下，将第二旋转体203的外筒部203b的内周面称为压接面203c。
受扭螺旋弹簧204为右旋(朝向轴向前端而为顺时针)，在未受到外力的状态下，在全长上直径恒定。而且，受扭螺旋弹簧204具有后端侧区域(一端侧区域)、中区域及前端侧区域(另一端侧区域)204b。而且，未受到外力的状态下的受扭螺旋弹簧204的外径比第二旋转体203的压接面203c的内径大。受扭螺旋弹簧204在后端侧区域缩径的状态下，收容在弹簧收容空间208内，受扭螺旋弹簧204的后端侧区域(一端侧区域)的外周面借助受扭螺旋弹簧204的扩径方向的自弹性复原力而压紧于第二旋转体203的压接面203c。
另外，在带轮结构体201停止且受扭螺旋弹簧204的后端侧区域(一端侧区域)借助自弹性复原力而将外周面压紧于压接面203c的状态下，受扭螺旋弹簧204的前端侧区域(另一端侧区域)204b以稍扩径的状态与第一旋转体202的接触面202c抵接。即，在带轮结构体201停止的状态下，受扭螺旋弹簧204的前端侧区域(另一端侧区域)204b的内周面压紧于第一旋转体202的接触面202c。前端侧区域(另一端侧区域)204b是从受扭螺旋弹簧204的前侧前端(另一端)起为半周以上(绕旋转轴为180°以上)的区域。
另外，在受扭螺旋弹簧204的前端侧区域(另一端侧区域)204b的内周面与接触面202c接触的状态下，在受扭螺旋弹簧204的前端侧区域(另一端侧区域)204b的外周面与第一旋转体202的筒主体202a的内周面之间形成间隙L3。
另外，在受扭螺旋弹簧204的中区域的外周面与第一旋转体202的筒主体202a的内周面之间形成有间隙M3。间隙M3与间隙L3为大致相同的大小。
另外，如图9所示，在第一旋转体202的前端部形成有与受扭螺旋弹簧204的前端面204a在周向上相对的圆弧状的抵接面202d。
接着，说明带轮结构体201的动作。
首先，说明第一旋转体202的转速比第二旋转体203的转速快的情况。这种情况下，第一旋转体202相对于第二旋转体203向与旋转方向(图9及图10的箭头方向)相同的方向相对旋转。
伴随着第一旋转体202的相对旋转，受扭螺旋弹簧204的前端侧区域(另一端侧区域)204b与第一旋转体202的接触面202c一起相对于第二旋转体203相对旋转。由此，受扭螺旋弹簧204向扩径方向扭转。
受扭螺旋弹簧204的后端侧区域的相对于压接面203c的压接力随着受扭螺旋弹簧204的扭转角度增大而增大。
在受扭螺旋弹簧204的扩径方向的扭转角度小于规定的角度θ21(相当于第一实施方式中的θ1)的情况下，虽然受扭螺旋弹簧204的前端侧区域(另一端侧区域)204b的相对于接触面202c的压接力与扭转角度为零的情况相比稍下降，但是受扭螺旋弹簧204的前端侧区域(另一端侧区域)204b压接于接触面202c。
在受扭螺旋弹簧204的扩径方向的扭转角度为角度θ21以上(小于角度θ22)的情况下，受扭螺旋弹簧204的前端侧区域(另一端侧区域)204b以压接力大致为零的状态与接触面202c接触，或者前端侧区域(另一端侧区域)204b中的至少周向一部分的内周面从接触面202c分离，受扭螺旋弹簧204的前端面204a由第一旋转体202的抵接面202d在周向上按压。因此，受扭螺旋弹簧204仅通过其前端面204a而固定于第一旋转体202，因此与扭转角度小于角度θ21的情况相比，受扭螺旋弹簧204的有效匝数增加，弹簧常数下降。
另外，当受扭螺旋弹簧204的扩径方向的扭转角度成为规定的角度θ22(相当于第一实施方式中的θ2)时，受扭螺旋弹簧204的前端侧区域(另一端侧区域)204b压紧于第一旋转体202的筒主体202a的内周面。大致与此同时，或者与之相比扭转角度进一步增大时，受扭螺旋弹簧204的中区域的外周面压紧于第一旋转体202的筒主体202a的内周面，或者扭转角度达到极限角度，由此受扭螺旋弹簧204的进一步的扩径变形受到限制，第一旋转体202与第二旋转体203一体旋转。由此，能够防止受扭螺旋弹簧204的扩径变形引起的破损。带轮结构体停止的状态下的所述间隙L3、M3的大小考虑受扭螺旋弹簧204的弹簧常数、扭转角度的极限角度等特性来设定。
接着，说明第一旋转体202的转速比第二旋转体203的转速慢的情况。这种情况下，第一旋转体202相对于第二旋转体203向旋转方向(图9及图10的箭头方向)的反方向相对旋转。
伴随着第一旋转体202的相对旋转，受扭螺旋弹簧204的前端侧区域(另一端侧区域)204b与第一旋转体202的接触面202c一起相对于第二旋转体203相对旋转，因此受扭螺旋弹簧204向缩径方向扭转。
在受扭螺旋弹簧204的缩径方向的扭转角度小于规定的角度θ23(相当于第一实施方式中的θ3)的情况下，虽然受扭螺旋弹簧204的后端侧区域的相对于压接面203c的压接力与扭转角度为零的情况相比稍下降，但是受扭螺旋弹簧204的后端侧区域压接于压接面203c。而且，受扭螺旋弹簧204的前端侧区域(另一端侧区域)204b的相对于接触面202c的压接力与扭转角度为零的情况相比稍增大。
在受扭螺旋弹簧204的缩径方向的扭转角度为角度θ23以上的情况下，受扭螺旋弹簧204的后端侧区域的相对于压接面203c的压接力大致为零，受扭螺旋弹簧204的后端侧区域在压接面203c上沿周向滑动。因此，在2个旋转体202、203之间不传递转矩。
本实施方式的带轮结构体201与第一实施方式的带轮结构体1同样，在2个旋转体202、203相对旋转的情况下，通过受扭螺旋弹簧204扭转而能够吸收旋转变动。而且，在第一旋转体202比第二旋转体203的转速快的情况下，能够使受扭螺旋弹簧204的有效匝数增加而使弹簧常数下降，因此与相对旋转时螺旋弹簧的两端部的内周面或外周面也固定于旋转体的以往的带轮结构体相比，不会增加螺旋弹簧的匝数(不会使带轮结构体大型化)，而能够提高受扭螺旋弹簧204的耐疲劳性。而且，通过设置间隙L3、M3，能够得到与第一实施方式中说明的效果同样的效果。
<第四实施方式>
接着，说明本发明的第四实施方式的带轮结构体301。需要说明的是，关于具有与上述的第一实施方式或第三实施方式同样的结构的构件，使用相同标号而适当省略其说明。
本实施方式的带轮结构体301与第一实施方式同样，设置于辅机驱动系统的交流发电机的驱动轴。如图11～图13所示，带轮结构体301具备卷挂带B的大致筒状的第一旋转体302、在第一旋转体302的内侧将旋转轴配置成相同的大致筒状的第二旋转体303、受扭螺旋弹簧304、端盖5。
第二旋转体303的轴孔形成为能够固定于交流发电机的驱动轴(图示省略)。第一旋转体302具有卷挂带B的筒主体302a和在筒主体302a的前端部的内侧配置的内筒部302b。第一旋转体302和第二旋转体303与第三实施方式同样通过2个轴承206、207连结成能够相对旋转。
在第一旋转体302与第二旋转体303之间，且在比滚动轴承206靠前方，形成有收容受扭螺旋弹簧304的弹簧收容空间308。弹簧收容空间308是形成在第一旋转体302的筒主体302a的内周面与第一旋转体302的内筒部302b的外周面及第二旋转体303的外周面之间的空间。
第一旋转体302的筒主体302a在前端部处，比弹簧收容空间308内的其他部分的内径小。该部分的内周面设为压接面302c。而且，第二旋转体303在弹簧收容空间308的后端部的位置比弹簧收容空间308内的其他部分的外径大。该部分的外周面设为接触面303a。接触面303a的直径比第一旋转体302的内筒部302b的外径大。
与第三实施方式同样，受扭螺旋弹簧304为右旋，在未受到外力的状态下，在全长上直径恒定。而且，受扭螺旋弹簧304具有前端侧区域(一端侧区域)、中区域及后端侧区域(另一端侧区域)304b。而且，未受到外力的状态下的受扭螺旋弹簧304的外径比第一旋转体302的压接面302c的内径大。受扭螺旋弹簧304以前端侧区域缩径的状态收容于弹簧收容空间308，受扭螺旋弹簧304的前端侧区域(一端侧区域)的外周面借助受扭螺旋弹簧304的扩径方向的自弹性复原力而压紧于第一旋转体302的压接面302c。
另外，在带轮结构体301停止且受扭螺旋弹簧304的前端侧区域(一端侧区域)借助自弹性复原力而将外周面压紧于压接面302c的状态下，受扭螺旋弹簧304的后端侧区域(另一端侧区域)304b以稍扩径的状态与第二旋转体303的接触面303a抵接。即，受扭螺旋弹簧304的后端侧区域(另一端侧区域)304b的内周面压紧于第二旋转体303的接触面303a。后端侧区域(另一端侧区域)304b是从受扭螺旋弹簧304的后侧前端(另一端)起为半周以上(绕旋转轴为180°以上)的区域。
另外，在受扭螺旋弹簧304的后端侧区域(另一端侧区域)304b的内周面与接触面303a接触的状态下，在受扭螺旋弹簧304的后端侧区域(另一端侧区域)304b的外周面与第一旋转体302的筒主体302a的内周面之间形成间隙L4。
另外，在受扭螺旋弹簧304的中区域的外周面与第一旋转体302的筒主体302a的内周面之间形成间隙M4。间隙M4与间隙L4为大致相同的大小。
另外，如图13所示，在第二旋转体303的弹簧收容空间308的后端部的位置形成有与受扭螺旋弹簧304的后端面304a在周向上相对的圆弧状的抵接面303b。
接着，说明带轮结构体301的动作。
首先，说明第一旋转体302的转速比第二旋转体303的转速快的情况。这种情况下，第一旋转体302相对于第二旋转体303向与旋转方向(图12及图13的箭头方向)相同的方向相对旋转。
伴随着第一旋转体302的相对旋转，受扭螺旋弹簧304的前端侧区域与第一旋转体302的压接面302c一起相对于第二旋转体303相对旋转。由此，受扭螺旋弹簧304向扩径方向扭转。
受扭螺旋弹簧304的前端侧区域的相对于压接面302c的压接力随着受扭螺旋弹簧304的扭转角度增大而增大。
在受扭螺旋弹簧304的扩径方向的扭转角度小于规定的角度θ31(相当于第一实施方式中的θ1)的情况下，虽然受扭螺旋弹簧304的后端侧区域(另一端侧区域)304b的相对于接触面303a的压接力与扭转角度为零的情况相比稍下降，但是受扭螺旋弹簧304的后端侧区域(另一端侧区域)304b压接于接触面303a。
在受扭螺旋弹簧304的扩径方向的扭转角度为角度θ31以上(小于角度θ32)的情况下，受扭螺旋弹簧304的后端侧区域(另一端侧区域)304b以压接力大致为零的状态与接触面303a接触，或者后端侧区域(另一端侧区域)304b中的至少周向一部分的内周面从接触面303a分离，受扭螺旋弹簧304的后端面304a将第二旋转体303的抵接面303b在周向上按压。因此，受扭螺旋弹簧304仅通过其后端面304a而固定于第二旋转体303，因此与扭转角度小于规定的角度θ31的情况相比，受扭螺旋弹簧304的有效匝数增加，弹簧常数下降。
另外，当受扭螺旋弹簧304的扩径方向的扭转角度成为规定的角度θ32(相当于第一实施方式中的θ2)时，受扭螺旋弹簧304的后端侧区域(另一端侧区域)304b压紧于第一旋转体302的内周面。大致与此同时，或者与之相比扭转角度进一步增大时，受扭螺旋弹簧304的中区域的外周面压紧于第一旋转体302的内周面，或者扭转角度达到极限角度，由此受扭螺旋弹簧304的扩径变形受到限制，第一旋转体302与第二旋转体303一体旋转。由此，能够防止受扭螺旋弹簧304的扩径变形引起的破损。带轮结构体停止的状态下的所述间隙L4、M4的大小考虑受扭螺旋弹簧304的弹簧常数、扭转角度的极限角度等特性来设定。
接着，说明第一旋转体302的转速比第二旋转体303的转速慢的情况。这种情况下，第一旋转体302相对于第二旋转体303向旋转方向(图12及图13的箭头方向)的反方向相对旋转。
伴随着第一旋转体302的相对旋转，受扭螺旋弹簧304的前端侧区域与第一旋转体302的压接面302c一起相对于第二旋转体303相对旋转，因此受扭螺旋弹簧304向缩径方向扭转。
在受扭螺旋弹簧304的缩径方向的扭转角度小于规定的角度θ33(相当于第一实施方式中的θ3)的情况下，虽然受扭螺旋弹簧304的前端侧区域的相对于压接面302c的压接力与扭转角度为零的情况相比稍下降，但是受扭螺旋弹簧304的前端侧区域压接于压接面302c。而且，受扭螺旋弹簧304的后端侧区域(另一端侧区域)304b的相对于接触面303a的压接力与扭转角度为零的情况相比稍增大。
在受扭螺旋弹簧304的缩径方向的扭转角度为角度θ33以上的情况下，受扭螺旋弹簧304的前端侧区域的相对于压接面302c的压接力大致为零，受扭螺旋弹簧304的前端侧区域在压接面302c上沿周向滑动。因此，在2个旋转体302、303之间不传递转矩。
本实施方式的带轮结构体301与第一实施方式的带轮结构体1同样，在2个旋转体302、303相对旋转的情况下，通过受扭螺旋弹簧304扭转能够吸收旋转变动。而且，在第一旋转体302比第二旋转体303的转速快时，能够使受扭螺旋弹簧304的有效匝数增加而使弹簧常数下降，因此与在相对旋转时螺旋弹簧的两端部的内周面或外周面也固定于旋转体的以往的带轮结构体相比，不会增加螺旋弹簧的匝数(不会使带轮结构体大型化)，而能够提高受扭螺旋弹簧304的耐疲劳性。而且，通过设置间隙L4、M4，能够得到与第一实施方式中说明的效果同样的效果。
<第五实施方式>
接着，说明本发明的第五实施方式的带轮结构体401。如图14所示，本实施方式的带轮结构体401的第二旋转体403的结构与第一实施方式的第二旋转体3不同，其他的结构与第一实施方式相同。需要说明的是，关于具有与第一实施方式同样的结构的构件，使用相同标号而适当省略其说明。
第二旋转体403具有与第一实施方式的筒主体3a同样构成的筒主体403a、外筒部403b。而且，第二旋转体403在筒主体403a与外筒部403b的连结部分具有与第一实施方式的抵接面3d同样的结构的抵接面403d。本实施方式的外筒部403b的内周面的形状与第一实施方式的外筒部3b不同，其他的结构与第一实施方式的外筒部3b相同。
在外筒部403b的内周面设有朝向径向内侧突出的支承突起部403e。支承突起部403e与受扭螺旋弹簧4的前端侧区域(另一端侧区域)4b的外周面相对。支承突起部403e配置在包含从抵接面403d绕旋转轴分离了90°的位置的区域。需要说明的是，在图14中，从抵接面403d绕旋转轴分离了90°的位置成为支承突起部403e的大致周向中央部，但也可以不是周向中央部。
支承突起部403e从抵接面403d在周向上分离。支承突起部403e的距抵接面403d远的一方的端部与抵接面403d之间绕旋转轴所成的角度α1优选为315°以下。需要说明的是，在图14中，角度α1为约110°，支承突起部403e的角度(支承突起部403e的距抵接面403d远的一方的端部与距抵接面403d近的端部绕旋转轴所成的角度)β1成为约35°。
与第一实施方式同样，在带轮结构体401停止的状态下，受扭螺旋弹簧4的前端侧区域(另一端侧区域)4b的内周面压紧于第二旋转体403的接触面403c(筒主体403a的前端部的外周面)。受扭螺旋弹簧4的前端侧区域(另一端侧区域)4b中，从前端面4a绕旋转轴分离了90°的位置附近设为第二区域4b2，比第二区域4b2靠前端面4a侧的部分设为第一区域4b1，其余的部分设为第三区域4b3。第二区域4b2与支承突起部403e相对。
在带轮结构体401停止的状态下，在受扭螺旋弹簧4的第二区域4b2的外周面与支承突起部403e之间形成间隙(第三间隙)P1。而且，在受扭螺旋弹簧4的第一区域4b1及第三区域4b3的外周面与外筒部403b的内周面之间分别形成间隙(第四间隙)Q1。间隙P1比间隙Q1小。
接着，说明带轮结构体401的动作。
首先，说明第一旋转体2的转速比第二旋转体403的转速快的情况，即，第一旋转体2加速的情况。这种情况下，第一旋转体2相对于第二旋转体403向与旋转方向(图14的箭头方向)相同的方向相对旋转。
伴随着第一旋转体2的相对旋转，受扭螺旋弹簧4的后端侧区域与第一旋转体2的压接面2a一起相对于第二旋转体403相对旋转。由此，受扭螺旋弹簧4向扩径方向扭转。
与第一实施方式同样，受扭螺旋弹簧4的后端侧区域的相对于压接面2a的压接力随着受扭螺旋弹簧4的扭转角度的增大而增大。
受扭螺旋弹簧4的从前端面4a绕旋转轴分离了90°的位置附近(第二区域4b2)最容易受到扭转应力，因此当扭转角度增大时，受扭螺旋弹簧4的第二区域4b2从接触面403c分离。此时，第一区域4b1和第三区域4b3压接于接触面403c。在第二区域4b2从接触面403c分离的大致同时，或者在与之相比扭转角度增大时，第二区域4b2的外周面与支承突起部403e抵接。
由于第二区域4b2的外周面与支承突起部403e抵接，而受扭螺旋弹簧4的前端侧区域(另一端侧区域)4b的扩径变形受到限制(抑制)，因此扭转应力向前端侧区域(另一端侧区域)4b以外的卷绕部分散。尤其是作用在受扭螺旋弹簧4的后侧的卷绕部上的扭转应力增加。由此，能够减少作用在受扭螺旋弹簧4的各卷绕部上的扭转应力之差，能够通过受扭螺旋弹簧4整体来吸收形变能量，因此能够防止局部的疲劳破坏。
另外，第三区域4b3的相对于接触面403c的压接力随着扭转角度的增大而下降，在第二区域4b2与支承突起部403e抵接的同时，或者在与之相比扭转角度增大时，第三区域4b3的相对于接触面403c的压接力大致为零。此时的扭转角度设为角度φ1(例如3°)。
当扭转角度超过角度φ1时，由于第三区域4b3的扩径变形而第三区域4b3中的至少周向一部分的内周面从接触面403c分离，但是在第三区域4b3与第二区域4b2的交界附近，即，在支承突起部403e的距抵接面403d远的一方的端部附近，受扭螺旋弹簧4不会发生弯曲(弯折)，前端侧区域(另一端侧区域)4b维持为圆弧形状。即，前端侧区域(另一端侧区域)4b维持为在支承突起部403e上容易滑动的形状。因此，当扭转角度增大而作用于前端侧区域(另一端侧区域)4b的扭转应力增加时，受扭螺旋弹簧4的前端侧区域(另一端侧区域)4b抵抗第二区域4b2的相对于支承突起部403e的压接力及第一区域4b1的相对于接触面403c的压接力，沿周向移动(在支承突起部403e和接触面403c上滑动)，受扭螺旋弹簧4的前端面4a按压第二旋转体403的抵接面403d。通过前端面4a按压抵接面403d，而在2个旋转体2、403之间能够可靠地传递转矩。
这样，在受扭螺旋弹簧4的扩径方向的扭转角度为角度以上(小于角度)的情况下，受扭螺旋弹簧4的前端侧区域(另一端侧区域)4b的第三区域4b3从接触面403c分离(且未与外筒部403b的内周面接触)，第二区域4b2压接于支承突起部403e，因此与扭转角度小于的情况相比，受扭螺旋弹簧4的有效匝数增加。因此，如图4所示，当扭转角度超过时，弹簧常数(图4所示的直线的斜率)下降。需要说明的是，在第一实施方式中，在扭转角度为θ1～θ2时，前端侧区域4b仅通过前端面4a而固定于第二旋转体3，因此扭转角度为时的本实施方式的坐标图的斜率比扭转角度为θ1～θ2时的第一实施方式的坐标图的斜率大(有效匝数小)。
另外，当扭转角度成为规定的角度(例如45°)时，受扭螺旋弹簧4的中区域的外周面与第一旋转体2的环状面2b抵接，或者扭转角度达到极限角度，由此受扭螺旋弹簧4的进一步的扩径变形受到限制，第一旋转体2与第二旋转体403一体旋转。由此，能够防止受扭螺旋弹簧的扩径变形引起的破损。带轮结构体停止的状态下的间隙P1、M1的大小考虑受扭螺旋弹簧4的包括弹簧常数、扭转角度的极限角度等的特性来设定。
第一旋转体2的转速比第二旋转体403的转速慢的情况下的动作与第一实施方式同样。
如以上说明那样，本实施方式的带轮结构体401与第一实施方式的带轮结构体1同样，在2个旋转体2、403相对旋转时，通过受扭螺旋弹簧4扭转能够吸收旋转变动。
在带轮结构体401停止的状态下，受扭螺旋弹簧4的后端侧区域的外周面借助扩径方向的自弹性复原力而压紧于第一旋转体2，前端侧区域(另一端侧区域)4b的内周面与第二旋转体403接触，由此固定于2个旋转体2、403。
在2个旋转体2、403相对旋转而受扭螺旋弹簧4向扩径方向扭转的情况下，由于前端侧区域(另一端侧区域)4b的扩径变形而前端侧区域(另一端侧区域)4b中的第三区域4b3的内周面从第二旋转体403分离，因此与带轮结构体401的停止时相比，受扭螺旋弹簧4的有效匝数增加。因此，本实施方式的带轮结构体401在2个旋转体2、403相对旋转时，能够使受扭螺旋弹簧4的有效匝数增加而使弹簧常数下降，因此与相对旋转时螺旋弹簧的两端部的内周面或外周面也固定于旋转体的以往的带轮结构体相比，不会增加螺旋弹簧的匝数(不会使带轮结构体大型化)，而能够提高受扭螺旋弹簧4的耐疲劳性。
在未设置支承突起部403e的情况下，当受扭螺旋弹簧4向扩径方向扭转时，作用于各卷绕部的扭转应力不恒定，扭转应力集中于受扭螺旋弹簧4的前端的卷绕部，该卷绕部的扩径变形变得最大，但是在本实施方式中，通过支承突起部403e，能够限制受扭螺旋弹簧4的前端侧区域(另一端侧区域)4b的扩径变形，因此能够抑制扭转应力集中于前端侧区域(另一端侧区域)4b的情况，能够减小作用在受扭螺旋弹簧4的各卷绕部上的扭转应力之差。其结果是，能够防止受扭螺旋弹簧4的疲劳破坏。
另外，在受扭螺旋弹簧4向扩径方向扭转的情况下，支承突起部403e与受扭螺旋弹簧4的第二区域4b2的外周面抵接，因此能够使受扭螺旋弹簧4的第三区域4b3的内周面从第二旋转体403的接触面403c分离。即，在增加受扭螺旋弹簧4的有效匝数的同时，支承突起部403e不会成为干扰。
在未设置支承突起部403e的情况下，当受扭螺旋弹簧4向扩径方向扭转时，扭转应力最集中于受扭螺旋弹簧4的从前端面4a绕旋转轴分离了90°的位置附近，但是在本实施方式中，支承突起部403e以包含从抵接面403d绕旋转轴分离了90°的位置的方式配置，因此能够防止扭转应力集中于受扭螺旋弹簧4的从前端面4a绕旋转轴分离了90°的位置附近(第二区域4b2)的情况。
在支承突起部403e的距抵接面403d远的一方的端部与抵接面403d所成的角度α1过大的情况下，受扭螺旋弹簧4的前端侧区域(另一端侧区域)4b与支承突起部403e的接触面积增大，受扭螺旋弹簧4的前端侧区域(另一端侧区域)4b在支承突起部403e上难以滑动。因此，受扭螺旋弹簧4的前端侧区域(另一端侧区域)4b在支承突起部403e滑动，而受扭螺旋弹簧4的前端面4a与第二旋转体403的抵接面403d抵接时的扭转角度增大，因此受扭螺旋弹簧4在至该扭转角度为止的范围内容易疲劳。
在本实施方式中，通过将角度α1设为315°以下，能够防止受扭螺旋弹簧4的前端侧区域4b在支承突起部403e上滑动时的扭转角度过度增大的情况。
另外，在本实施方式中，第二旋转体403具有与受扭螺旋弹簧4的前端面4a相对的抵接面403d，因此在受扭螺旋弹簧4向扩径方向扭转的情况下，通过使受扭螺旋弹簧4的前端面4a与第二旋转体403的抵接面403d抵接，由此能够将受扭螺旋弹簧4固定于第二旋转体403。
另外，在本实施方式中，在带轮结构体401停止的状态下，在受扭螺旋弹簧4的第三区域4b3的外周面与第二旋转体403的外筒部403b的内周面之间存在间隙Q1，因此在受扭螺旋弹簧4向扩径方向扭转的情况下，能够使受扭螺旋弹簧4的第三区域4b3扩径变形而从第二旋转体403的接触面403c分离。
另外，在本实施方式中，在带轮结构体401停止的状态下，在受扭螺旋弹簧4的中区域的外周面与第一旋转体2的环状面2b之间存在间隙M1，因此在受扭螺旋弹簧4向扩径方向扭转的情况下，能够容易地使受扭螺旋弹簧4扩径变形。
<第六实施方式>
接着，说明本发明的第六实施方式的带轮结构体501。如图15所示，本实施方式的带轮结构体501的第一旋转体502的结构与第二实施方式的第一旋转体102不同，其他的结构与第二实施方式相同。需要说明的是，关于具有与第二实施方式同样的结构的构件，使用相同标号而适当省略其说明。
第一旋转体502具有筒主体502a和与第二实施方式的内筒部102b同样地构成的内筒部502b。而且，第一旋转体502在筒主体502a与内筒部502b的连结部分具有与第二实施方式的抵接面102f同样的结构的抵接面502f。本实施方式的筒主体502a的内周面中的与受扭螺旋弹簧104的后端侧区域(另一端侧区域)104b相对的部分的形状不同于第二实施方式的筒主体102a，其他的结构与第二实施方式的筒主体102a相同。
在筒主体502a的内周面中的与受扭螺旋弹簧104的后端侧区域(另一端侧区域)104b相对的部分设有朝向径向内侧突出的支承突起部502g。支承突起部502g配置在包含从抵接面502f绕旋转轴分离了90°的位置的区域。需要说明的是，在图15中，从抵接面502f绕旋转轴分离了90°的位置成为支承突起部502g的大致周向中央部，但也可以不是周向中央部。
支承突起部502g从抵接面502f在周向上分离。支承突起部502g的距抵接面502f远的一方的端部与抵接面502f之间绕旋转轴所成的角度α2优选为315°以下。需要说明的是，在图15中，角度α2为约110°，支承突起部502g的角度(支承突起部502g的距抵接面502f远的一方的端部与接近抵接面502f的端部绕旋转轴所成的角度)β2成为约35°。
与第二实施方式同样，在带轮结构体501停止的状态下，受扭螺旋弹簧104的后端侧区域(另一端侧区域)104b的内周面压紧于第一旋转体502的接触面502c(内筒部502b的外周面)。受扭螺旋弹簧104的后端侧区域(另一端侧区域)104b中，从后端面104a绕旋转轴分离了90°的位置附近设为第二区域104b2，比第二区域104b2靠后端面104a侧的部分设为第一区域104b1，其余的部分设为第三区域104b3。第二区域104b2与支承突起部502g相对。
在带轮结构体501停止的状态下，在受扭螺旋弹簧104的第二区域104b2的外周面与支承突起部502g之间形成有间隙(第三间隙)P2。而且，在受扭螺旋弹簧104的第一区域104b1及第三区域104b3的外周面与筒主体502a的内周面之间分别形成有间隙(第四间隙)Q2。间隙P2比间隙Q2小。
接着，说明带轮结构体501的动作。
首先，说明第一旋转体502的转速比第二旋转体103的转速快的情况。这种情况下，第一旋转体502相对于第二旋转体103向与旋转方向(图15的箭头方向)相同的方向相对旋转。
伴随着第一旋转体502的相对旋转，受扭螺旋弹簧104的后端侧区域(另一端侧区域)104b与第一旋转体502的接触面502c一起相对于第二旋转体103相对旋转。由此，受扭螺旋弹簧104向扩径方向扭转。
与第二实施方式同样，受扭螺旋弹簧104的前端侧区域的相对于压接面103c的压接力随着受扭螺旋弹簧104的扭转角度的增大而增大。
受扭螺旋弹簧104的从后端面104a绕旋转轴分离了90°的位置附近(第二区域104b2)最容易受到扭转应力，因此当扭转角度增大时，受扭螺旋弹簧104的第二区域104b2从接触面502c分离。此时，第一区域104b1和第三区域104b3压接于接触面502c。在第二区域104b2从接触面502c分离的大致同时，或者在与之相比扭转角度增大时，第二区域104b2的外周面与支承突起部502g抵接。
由于第二区域104b2的外周面与支承突起部502g抵接，而受扭螺旋弹簧104的后端侧区域(另一端侧区域)104b的扩径变形受到限制(抑制)，因此扭转应力向后端侧区域(另一端侧区域)104b以外的卷绕部分散。尤其是作用在受扭螺旋弹簧104的前侧的卷绕部上的扭转应力增加。由此，能够减少作用在受扭螺旋弹簧104的各卷绕部上的扭转应力之差，能够通过受扭螺旋弹簧104整体来吸收形变能量，能够防止局部的疲劳破坏。
另外，第三区域104b3的相对于接触面502c的压接力随着扭转角度增大而下降，在第二区域104b2与支承突起部502g抵接的大致同时，或者在与之相比扭转角度增大时，第三区域104b3的相对于接触面502c的压接力大致为零。此时的扭转角度设为角度(相当于第五实施方式中的)。
当扭转角度超过角度时，由于第三区域104b3的扩径变形而第三区域104b3中的至少周向一部分的内周面从接触面502c分离，受扭螺旋弹簧104的后端侧区域(另一端侧区域)104b抵抗第二区域104b2的相对于支承突起部502g的压接力及第一区域104b1的相对于接触面502c的压接力，沿周向移动(在支承突起部502g和接触面502c上滑动)，受扭螺旋弹簧104的后端面104a被第一旋转体502的抵接面502f按压。
这样，在受扭螺旋弹簧104的扩径方向的扭转角度为角度以上(小于角度)的情况下，受扭螺旋弹簧104的后端侧区域(另一端侧区域)104b的第三区域104b3从接触面502c分离(且未与筒主体502a的内周面接触)，第二区域104b2压接于支承突起部502g，因此与扭转角度小于的情况相比，受扭螺旋弹簧104的有效匝数增加。
另外，当扭转角度成为规定的角度(相当于第五实施方式中的)时，受扭螺旋弹簧104的中区域的外周面与第一旋转体502的筒主体502a的内周面抵接，或者扭转角度达到极限角度，由此受扭螺旋弹簧104的进一步的扩径变形受到限制，第一旋转体502与第二旋转体103一体旋转。由此，能够防止受扭螺旋弹簧的扩径变形引起的破损。带轮结构体停止的状态下的间隙P2、M2的大小考虑受扭螺旋弹簧104的包含弹簧常数、扭转角度的极限角度等的特性来设定。
第一旋转体502的转速比第二旋转体103的转速慢的情况下的动作与第二实施方式相同。
本实施方式的带轮结构体501与第五实施方式的带轮结构体401同样，在2个旋转体502、103相对旋转的情况下，通过受扭螺旋弹簧104扭转而能够吸收旋转变动。而且，在第一旋转体502比第二旋转体103的转速快的情况下，能够使受扭螺旋弹簧104的有效匝数增加而使弹簧常数下降，因此与相对旋转时螺旋弹簧的两端部的内周面或外周面也固定于旋转体的以往的带轮结构体相比，不会增加螺旋弹簧的匝数(不会使带轮结构体大型化)，而能够提高受扭螺旋弹簧104的耐疲劳性。而且，通过设置支承突起部502g，能够抑制扭转应力集中于受扭螺旋弹簧104的后端侧区域(另一端侧区域)104b(尤其是第二区域104b2)的情况，能够防止受扭螺旋弹簧104的疲劳破坏。此外，能够得到与第五实施方式中说明的效果同样的效果。
<第七实施方式>
接着，说明本发明的第七实施方式的带轮结构体601。如图16所示，本实施方式的带轮结构体601的第一旋转体602的筒主体602a的结构与第三实施方式的第一旋转体202的筒主体202a不同，其他的结构与第三实施方式相同。需要说明的是，关于具有与第三实施方式同样的结构的构件，使用相同标号而适当省略其说明。
第一旋转体602具有筒主体602a和与第三实施方式的内筒部202b同样地构成的内筒部602b。而且，第一旋转体602在筒主体602a与内筒部602b的连结部分具有与第三实施方式的抵接面202d同样的结构的抵接面602d。本实施方式的筒主体602a的内周面中的与受扭螺旋弹簧204的前端侧区域(另一端侧区域)204b相对的部分的形状不同于第三实施方式的筒主体202a，其他的结构与第三实施方式的筒主体202a相同。
在筒主体602a的内周面中的与受扭螺旋弹簧204的前端侧区域(另一端侧区域)204b相对的部分设有朝向径向内侧突出的支承突起部602e。支承突起部602e配置在包含从抵接面602d绕旋转轴分离了90°的位置的区域。需要说明的是，在图16中，从抵接面602d绕旋转轴分离了90°的位置成为支承突起部602e的大致周向中央部，但也可以不是周向中央部。
支承突起部602e从抵接面602d在周向上分离。支承突起部602e的距抵接面602d远的一方的端部与抵接面602d之间绕旋转轴所成的角度α3优选为315°以下。需要说明的是，在图16中，角度α3为约110°，支承突起部602e的角度(支承突起部602e的距抵接面602d远的一方的端部与接近抵接面602d的端部绕旋转轴所成的角度)β3成为约35°。
与第三实施方式同样，在带轮结构体601停止的状态下，受扭螺旋弹簧204的前端侧区域(另一端侧区域)204b的内周面压紧于第一旋转体602的接触面602c(内筒部602b的外周面)。受扭螺旋弹簧204的前端侧区域(另一端侧区域)204b中，从前端面204a绕旋转轴分离了90°的位置附近设为第二区域204b2，比第二区域204b2靠前端面204a侧的部分设为第一区域204b1，其余的部分设为第三区域204b3。第二区域204b2与支承突起部602e相对。
在带轮结构体601停止的状态下，在受扭螺旋弹簧204的第二区域204b2的外周面与支承突起部602e之间形成有间隙(第三间隙)P3。而且，在受扭螺旋弹簧204的第一区域204b1及第三区域204b3的外周面与筒主体602a的内周面之间分别形成有间隙(第四间隙)Q3。间隙P3比间隙Q3小。
接着，说明带轮结构体601的动作。
首先，说明第一旋转体602的转速比第二旋转体203的转速快的情况。这种情况下，第一旋转体602相对于第二旋转体203向与旋转方向(图16的箭头方向)相同的方向相对旋转。
伴随着第一旋转体602的相对旋转，受扭螺旋弹簧204的前端侧区域(另一端侧区域)204b与第一旋转体602的接触面602c一起相对于第二旋转体203相对旋转。由此，受扭螺旋弹簧204向扩径方向扭转。
与第三实施方式同样，受扭螺旋弹簧204的后端侧区域的相对于压接面203c的压接力随着受扭螺旋弹簧204的扭转角度增大而增大。
受扭螺旋弹簧204的从前端面204a绕旋转轴分离90°的位置附近(第二区域204b2)最容易受到扭转应力，因此当扭转角度增大时，受扭螺旋弹簧204的第二区域204b2从接触面602c分离。此时，第一区域204b1和第三区域204b3压接于接触面602c。在第二区域204b2从接触面602c分离的大致同时，或者在与之相比扭转角度增大时，第二区域204b2的外周面与支承突起部602e抵接。
由于第二区域204b2与支承突起部602e抵接，而受扭螺旋弹簧204的前端侧区域(另一端侧区域)204b的扩径变形受到限制(抑制)，因此扭转应力向前端侧区域(另一端侧区域)204b以外的卷绕部分散。尤其是作用在受扭螺旋弹簧204的后侧的卷绕部上的扭转应力增加。由此，能够减少作用在受扭螺旋弹簧204的各卷绕部上的扭转应力之差，能够通过受扭螺旋弹簧204整体来吸收形变能量，因此能够防止局部的疲劳破坏。
另外，第三区域204b3的相对于接触面602c的压接力随着扭转角度增大而下降，在第二区域204b2与支承突起部602e抵接的大致同时，或者在与之相比扭转角度增大时，第三区域204b3的相对于接触面602c的压接力大致为零。此时的扭转角度设为角度(相当于第五实施方式中的)。
当扭转角度超过角度时，由于第三区域204b3的扩径变形而第三区域204b3中的至少周向一部分的内周面从接触面602c分离，受扭螺旋弹簧204的前端侧区域(另一端侧区域)204b抵抗第二区域204b2的相对于支承突起部602e的压接力及第一区域204b1的相对于接触面602c的压接力，沿周向移动(在支承突起部602e和接触面602c上滑动)，受扭螺旋弹簧204的前端面204a由第一旋转体602的抵接面602d按压。
这样，在受扭螺旋弹簧204的扩径方向的扭转角度为角度以上(小于角度)的情况下，受扭螺旋弹簧204的前端侧区域(另一端侧区域)204b的第三区域204b3从接触面602c分离(且未与筒主体602a的内周面接触)，第二区域204b2压接于支承突起部602e，因此与扭转角度小于的情况相比，受扭螺旋弹簧204的有效匝数增加。
另外，当扭转角度成为规定的角度(相当于第五实施方式中的)时，受扭螺旋弹簧204的中区域的外周面与第一旋转体602的筒主体602a的内周面抵接，或者扭转角度达到极限角度，由此受扭螺旋弹簧204的进一步的扩径变形受到限制，第一旋转体602与第二旋转体203一体旋转。由此，能够防止受扭螺旋弹簧的扩径变形引起的破损。带轮结构体停止的状态下的间隙P3、M3的大小考虑受扭螺旋弹簧204的包括弹簧常数、扭转角度的极限角度等的特性来设定。
第一旋转体602的转速比第二旋转体203的转速慢的情况下的动作与第三实施方式相同。
本实施方式的带轮结构体601与第五实施方式的带轮结构体401同样，在2个旋转体602、203相对旋转的情况下，通过受扭螺旋弹簧204扭转而能够吸收旋转变动。而且，在第一旋转体602比第二旋转体203的转速快的情况下，能够使受扭螺旋弹簧204的有效匝数增加而使弹簧常数下降，因此与相对旋转时螺旋弹簧的两端部的内周面或外周面也固定于旋转体的以往的带轮结构体相比，不会增加螺旋弹簧的匝数(不会使带轮结构体大型化)，而能够提高受扭螺旋弹簧204的耐疲劳性。而且，通过设置支承突起部602e，能够抑制扭转应力集中于受扭螺旋弹簧204的前端侧区域(另一端侧区域)204b(尤其是第二区域204b2)的情况，能够防止受扭螺旋弹簧204的疲劳破坏。此外，能够得到与第五实施方式中说明的效果同样的效果。
<第五～第七实施方式的变形例1>
在上述第五～第七实施方式中，在规定的位置设有一个支承突起部。在受扭螺旋弹簧向扩径方向扭转的情况下，受扭螺旋弹簧的第二区域的外周面与支承突起部抵接，由此受扭螺旋弹簧的另一端侧区域的扩径变形受到抑制，扭转应力也分散于另一端侧区域以外的卷绕部。
在连结的发动机的转矩小的情况下，角度α(形成支承突起部的区域的距抵接面远的一方的端部与所述抵接面之间绕旋转轴所成的角度)可以为135°以下。然而，根据发动机的种类不同而会向带轮输入大的转矩，因此如果是上述第五～第七实施方式所示那样的角度α＝110°且角度β(支承突起部的距抵接面远的一方的端部与接近抵接面的端部绕旋转轴所成的角度)＝35°左右的限制范围的支承突起的话，无法充分抑制受扭螺旋弹簧的扩径变形。因此，为了即使因发动机的种类不同而过大的转矩向带轮输入也能够可靠地限制受扭螺旋弹簧的扩径变形，通过各种实验结果可知优选将角度α扩大至315°以下。
作为将支承突起部的角度α扩大至315°以下的方法，例如有使支承突起部比上述第五～第七实施方式绕着旋转轴从抵接面向更远的方向延伸的方法、及隔开间隔地将支承突起部设置在多个部位的方法。
在使支承突起部比上述第五～第七实施方式绕着旋转轴从抵接面向更远的方向延伸的情况下，支承突起部的角度β过大，受扭螺旋弹簧的另一端侧区域与支承突起部的接触面积变大。其结果是，滑动(摩擦)阻力增加，受扭螺旋弹簧的扭转角度增加，可能会给转矩特性(转矩曲线)或耐久性造成影响。因此，在该方式的情况下，为了避免给转矩特性(转矩曲线)或耐久性造成影响，角度α的优选的范围为180°以下的程度，更优选为45°以上且180°以下的程度。角度α小于45°的话，仅能得到较小的受扭螺旋弹簧的另一端侧区域与支承突起部的接触面积，因此缺乏受扭螺旋弹簧的扩径变形的限制效果。
在支承突起部的角度α超过180°而过大的情况下，为了避免滑动(摩擦)阻力的增大对转矩特性(转矩曲线)或耐久性的影响，优选采用将支承突起部绕旋转轴分为多个部位(至少两处)的方式。这样的话，能够实现将滑动(摩擦)阻力的增大抑制成最小限度且转矩特性(转矩曲线)或耐久性良好的带轮结构体。作为具体的例子，可以将支承突起部配置两处，将一方设置在包含从抵接面绕旋转轴分离90°的位置的区域，并将另一方设置在包含从抵接面绕旋转轴分离270°的位置的区域。需要说明的是，关于支承突起部的大小(角度β)，例如为β＝90°，但是可适当设定为向带轮输入的扭矩的大小引起的滑动(摩擦)阻力不会成为过度的程度。
<第五～第七实施方式的变形例2>
在上述第五～第七实施方式中，在2个旋转体的一方形成限制单元(支承突起部403e、502g、602e)，但限制单元(至少一个支承突起部等)也可以设置在受扭螺旋弹簧侧。具体而言，可以在受扭螺旋弹簧的所述另一端侧区域的外周侧形成朝向径向外侧突出的至少一个支承突起部。例如，以向外周侧突出的方式在受扭螺旋弹簧的所述另一端侧区域的外周面上通过紧固尤其是通过钎焊来实现C形配件。这种情况下，与在旋转体上设置朝向径向内侧突出的支承突起部的情况同样，能得到限制受扭螺旋弹簧的扩径变形的效果。
以上，说明了本发明的优选的实施方式，但是本发明并不局限于上述的第一～第七实施方式，只要记载于权利要求书的范围就能够进行各种变更。
在上述第一～第七实施方式中，抵接面3d、102f、202d、303b、403d、502f、602d形成为圆弧状，但也可以不是圆弧状。例如，抵接面也可以沿径向形成。而且例如，也可以是抵接面的内周侧部分形成为相对于径向倾斜的直线状或圆弧状，而外周侧部分沿径向形成。
另外，在上述第一～第七实施方式中，在带轮结构体停止的状态下，受扭螺旋弹簧的端部相对于压接面或接触面在半周以上的范围进行压接(参照图1、5、8、11等)，但压接(或接触)范围的长度可以比其短也可以比其长。
另外，在上述第一～第七实施方式中，受扭螺旋弹簧的线材的截面为正方形形状(参照图1、5、8、11)，但没有限定于此，也可以是长方形形状或圆形形状。
另外，在上述第一～第七实施方式中，受扭螺旋弹簧的匝数为4(参照图1、5、8、11)，但可以比其多也可以比其少。
另外，在上述第一～第七实施方式中，未受到外力的状态的受扭螺旋弹簧的直径在全长上恒定，但也可以不恒定。即，只要是维持接触面3c、102c、202c、303a的外径>受扭螺旋弹簧4、104、204、304的内径、且压接面2a、103c、203c、302c的内径<受扭螺旋弹簧4、104、204、304的外径的关系的弹簧的外观形状即可。
在上述第五～第七实施方式中，支承突起部403e、502g、602e从抵接面403d、502f、602d在周向上分离，但是支承突起部也可以延伸至抵接面。即，角度β1、β2、β3可以与角度α1、α2、α3相同。
在上述第五～第七实施方式中，在带轮结构体停止的状态下，在支承突起部403e、502g、602e与受扭螺旋弹簧的外周面之间形成有间隙P1、P2、P3，但也可以是在带轮结构体停止的状态下支承突起部与受扭螺旋弹簧的外周面接触。这种情况下，也能得到与上述第五～第七实施方式同样的效果。而且，在该变更例中，能够更可靠地防止扭转应力集中于受扭螺旋弹簧的第二区域的情况。
在上述第五～第七实施方式中，在受扭螺旋弹簧向扩径方向扭转的情况下，受扭螺旋弹簧的第一区域及第三区域的外周面未与旋转体抵接，但也可以是间隙Q1、Q2、Q3比上述实施方式小，在受扭螺旋弹簧的端面与抵接面403d、502f、602d抵接之后，受扭螺旋弹簧的第一区域及第三区域的外周面与旋转体抵接。这种情况下，有效匝数变化的次数比上述第五～第七实施方式多1次。
在上述第一～第七实施方式中，在设置于交流发电机的驱动轴的带轮中适用了本发明的带轮结构体，但也可以在交流发电机以外的辅机的驱动轴上设置的带轮中适用本发明。
本申请基于在2012年6月20日提出申请的日本专利申请2012-138978、2012年11月16日提出申请的日本专利申请2012-252550、及2013年6月14日提出申请的日本专利申请2013-125839，其内容作为参照而援引于此。
【标号说明】
1、101、201、301、401、501、601 带轮结构体
2、102、202、302、502、602 第一旋转体
2a、302c 压接面(第一旋转体)
2b、102d、102e 环状面
3、103、203、303、403 第二旋转体
3a、103a、203a、403a 筒主体(第二旋转体)
3b、103b、203b、403b 外筒部(第二旋转体)
3c、303a、403c 接触面(第二旋转体)
3d、303b、403d 抵接面(第二旋转体)
4、104、204、304 受扭螺旋弹簧
4a、204a 前端面
4b、204b 前端侧区域(另一端侧区域)
4b1、204b1 第一区域
4b2、204b2 第二区域
4b3、204b3 第三区域
5 端盖
6、206 滚动轴承
7、207 滑动轴承
8、108、208、308 弹簧收容空间
102a、202a、302a、502a、602a 筒主体(第一旋转体)
102b、202b、302b、502b、602b 内筒部(第一旋转体)
102c、202c、502c、602c 接触面(第一旋转体)
102f、202d、502f、602d 抵接面(第一旋转体)
103c、203c 压接面(第二旋转体)
104a、304a 后端面
104b、304b 后端侧区域(另一端侧区域)
104b1 第一区域
104b2 第二区域
104b3 第三区域
403e、502g、602e 支承突起部
B 带
L1、L2、L3、L4 间隙(第一间隙)
M1、M2、M3、M4 间隙(第二间隙)
P1、P2、P3 间隙(第三间隙)
Q1、Q2、Q3 间隙(第四间隙)

Claims (14)

1.一种带轮结构体，具备：
卷挂带的筒状的第一旋转体；
第二旋转体，在所述第一旋转体的内侧设置成相对于所述第一旋转体能够相对旋转；及
受扭螺旋弹簧，收容在所述第一旋转体与所述第二旋转体之间的空间内，其中，
所述受扭螺旋弹簧具有：一端侧区域，位于一端侧，且在带轮结构体停止的状态下外周面借助所述受扭螺旋弹簧的扩径方向的自弹性复原力而与所述第一旋转体和所述第二旋转体中的一方的旋转体接触；另一端侧区域，位于另一端侧，且在带轮结构体停止的状态下内周面与另一方的旋转体接触；及中区域，
在通过两个所述旋转体的相对旋转而所述受扭螺旋弹簧向扩径方向扭转的情况下，所述受扭螺旋弹簧的所述另一端侧区域中的至少周向一部分的内周面从所述另一方的旋转体分离。
2.根据权利要求1所述的带轮结构体，其中，
所述另一方的旋转体具有与所述受扭螺旋弹簧的所述另一端侧的端面在周向上相对的抵接面，
在通过两个所述旋转体的相对旋转而所述受扭螺旋弹簧向扩径方向扭转的情况下，所述受扭螺旋弹簧的所述另一端侧的端面触碰于所述抵接面。
3.根据权利要求2所述的带轮结构体，其中，
在带轮结构体停止的状态下，所述带轮结构体具有在所述受扭螺旋弹簧的所述另一端侧区域的外周面与所述第一旋转体或所述第二旋转体之间形成的第一间隙，
通过两个所述旋转体的相对旋转而所述受扭螺旋弹簧向扩径方向扭转的情况下，在所述受扭螺旋弹簧的所述另一端侧的端面触碰于所述抵接面的时刻，所述受扭螺旋弹簧的所述另一端侧区域的外周面与两个所述旋转体中的任一个都不接触。
4.根据权利要求3所述的带轮结构体，其中，
在带轮结构体停止的状态下，所述带轮结构体具有在所述受扭螺旋弹簧的所述中区域的外周面与所述第一旋转体或所述第二旋转体之间形成的第二间隙。
5.根据权利要求4所述的带轮结构体，其中，
所述第一间隙的大小为所述第二间隙的大小以下。
6.根据权利要求2所述的带轮结构体，其中，
所述带轮结构体还具有限制单元，在通过两个所述旋转体的相对旋转而所述受扭螺旋弹簧向扩径方向扭转的情况下，所述限制单元在所述受扭螺旋弹簧的所述另一端侧的端面触碰于所述抵接面之前限制所述受扭螺旋弹簧的所述另一端侧区域的扩径变形。
7.根据权利要求6所述的带轮结构体，其中，
所述另一方的旋转体具有所述限制单元。
8.根据权利要求7所述的带轮结构体，其中，
所述限制单元是朝向径向内侧突出且与所述受扭螺旋弹簧的所述另一端侧区域的周向一部分的外周面相对的至少一个支承突起部，
在通过两个所述旋转体的相对旋转而所述受扭螺旋弹簧向扩径方向扭转的情况下，所述至少一个支承突起部抵接于所述受扭螺旋弹簧的所述另一端侧区域的外周面，从而限制所述受扭螺旋弹簧的所述另一端侧区域的扩径变形。
9.根据权利要求8所述的带轮结构体，其中，
形成有所述支承突起部的区域包含从所述抵接面绕旋转轴分离了90°的位置。
10.根据权利要求9所述的带轮结构体，其中，
形成有所述支承突起部的区域的距所述抵接面远的一方的端部与所述抵接面之间绕旋转轴所成的角度为315°以下。
11.根据权利要求8所述的带轮结构体，其中，
在带轮结构体停止的状态下，所述带轮结构体具有在所述受扭螺旋弹簧的所述另一端侧区域的外周面与所述另一方的旋转体的所述支承突起部以外的部分之间形成的第四间隙，且所述受扭螺旋弹簧的所述另一端侧区域的外周面与所述支承突起部接触，或者所述带轮结构体具有在所述受扭螺旋弹簧的所述另一端侧区域的外周面与所述支承突起部之间形成的比所述第四间隙小的第三间隙。
12.根据权利要求6所述的带轮结构体，其中，
所述受扭螺旋弹簧具有所述限制单元。
13.根据权利要求12所述的带轮结构体，其中，
所述限制单元是朝向径向外侧突出且存在于所述受扭螺旋弹簧的所述另一端侧区域的周向一部分的外周面上的至少一个支承突起部，
在通过两个所述旋转体的相对旋转而所述受扭螺旋弹簧向扩径方向扭转的情况下，所述至少一个支承突起部与所述另一方的旋转体的内周面抵接，从而限制所述受扭螺旋弹簧的所述另一端侧区域的扩径变形。
14.根据权利要求6～13中任一项所述的带轮结构体，其中，
在带轮结构体停止的状态下，所述带轮结构体具有在所述受扭螺旋弹簧的所述中区域的外周面与所述第一旋转体或所述第二旋转体之间形成的第二间隙。
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