CN107250617A - 带轮结构体 - Google Patents

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Abstract

本发明的带轮结构体(1)具有通气路(10)，该通气路(10)形成在从第一旋转体(2)的旋转轴沿径向偏离的位置，并使形成在第一旋转体(2)和第二旋转体(3)之间的弹簧收容空间(8)与外部连通。通气路(10)的至少一部分形成于将第一旋转体(2)的旋转轴方向的一侧的开口部(21)堵塞的端盖(5)。端盖(5)以使弹簧收容空间(8)除了通过通气路(10)以外不朝向旋转轴方向的所述一方与外部连通的方式将第一旋转体(2)的开口部(21)堵塞。

Description

带轮结构体
技术领域
本发明涉及在能够相对旋转的两个旋转体之间具有弹簧收容空间的带轮结构体。
背景技术
在机动车等的通过发动机的动力对交流发电机等辅机进行驱动的辅机驱动单元中，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。与交流发电机等辅机的驱动轴连结的带轮使用能够吸收曲轴的旋转变动的例如专利文献1的带轮结构体。
专利文献1记载的带轮结构体具有：绕挂带的第一旋转体；设置在第一旋转体的内侧且能够相对于第一旋转体相对旋转的第二旋转体；及配置于在两个旋转体之间形成的空间(以下，称为弹簧收容空间)内的螺旋弹簧。弹簧收容空间除了由两个旋转体划定之外，还由将第一旋转体的前侧的开口部堵塞的端盖、设置于第一旋转体的后端部与第二旋转体之间的滚动轴承来划定。
通常，在交流发电机等辅机的驱动轴设置的带轮结构体的滚动轴承使用封入有润滑脂(以下，称为轴承润滑脂)的、接触密封式的密闭型滚珠轴承。接触密封式的密闭型滚珠轴承具有：外环；内环，配置在外环的内周；多个滚珠，滚动自如地配置在内环与外环之间；环状的接触密封构件，配置在多个滚珠的两侧。接触密封构件由橡胶状弹性体和金属板形成。接触密封构件的外周缘固定于外环，在接触密封构件的内周缘形成的唇部以张开的方式与内环的密封面接触。因此，接触密封式的密闭型滚珠轴承的防尘性及防水性优异，能够使轴承润滑脂长期残存。
在接触密封式的密闭型滚珠轴承的接触密封构件的唇部与内环的密封面之间存在微小的间隙。由于轴承的内部与外部的压力差、对润滑不起作用的剩余润滑脂的按压、唇部与内环的滑动或振动等原因，会摩擦/磨损或变形。由此，产生上述的间隙。由于这样的微小的间隙的存在，接触密封式的密闭型滚珠轴承成为虽然来自外部的异物或水分难以侵入但是容许通气的构造。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-114947号公报
发明内容
发明的概要
发明要解决的课题
机动车等在湿润路面上行驶的情况下，向发动机室内卷起泥水等，位于发动机组侧面的辅机驱动单元上有时会附着泥水等。尤其是在浸水路面上行驶时，卷起的泥水容易到达辅机驱动单元。不仅是在辅机的驱动轴设置的带轮结构体上会直接附着有卷起的泥水，而且泥水还会从辅机顺着带进行附着。
专利文献1的带轮结构体的端盖有效利用由树脂形成且沿轴向突出的凸缘部的弹性，使在凸缘部设置的爪嵌入于在第一旋转体的外周设置的凹部，由此安装于第一旋转体。这样的爪与凹部之间的嵌合部缺乏密封性。因此，在带轮结构体的表面附着有泥水等水介质的情况下，水介质容易脱离该嵌合部而向带轮结构体的内部侵入。其结果是，会导致与弹簧收容空间邻接的构成部件的腐蚀或异物啮入引起的动作不良等，带轮结构体的寿命可能会变短。
作为解决该问题的方法，可考虑使用能够在整周上将第一旋转体的开口部可靠地密封的构造的端盖。然而，当采用这样的端盖时，弹簧收容空间与外部的连通被隔断，因此在受到发动机等热源的影响而弹簧收容空间的温度上升时，弹簧收容空间的压力及滚动轴承的内部的压力上升。
由此，滚动轴承的内部的压力与比滚动轴承靠后方(交流发电机等辅机侧)的外部空间的压力产生差别，通过该压力差，轴承润滑脂穿过接触密封构件的唇部与内环之间的间隙，向滚动轴承的后方的外部空间漏出。并且，当轴承润滑脂过度减少时，滚动轴承因烧熔等而破损，带轮结构体提前到达寿命。
因此，本发明目的在于提供一种带轮结构体，防止泥水等水介质侵入弹簧收容空间内，并且防止由于带轮结构体的内部与外部的压力差而导致被封入于滚动轴承的内部的润滑脂过度地漏出，能够实现带轮结构体的长寿命化。
用于解决课题的方案
本发明的带轮结构体的第一方式具备：筒状的第一旋转体，绕挂有带；第二旋转体，以相对于所述第一旋转体能够相对旋转的方式设置在所述第一旋转体的内侧；受扭螺旋弹簧，收容于在所述第一旋转体与所述第二旋转体之间形成的弹簧收容空间；端盖，将所述第一旋转体的旋转轴方向的一侧的开口部堵塞；滚动轴承，在所述第一旋转体的旋转轴方向的另一侧设置于所述第一旋转体与所述第二旋转体之间；以及通气路，形成在从所述第一旋转体的旋转轴沿径向偏离的位置，使所述弹簧收容空间与外部连通，所述通气路的至少一部分形成于所述端盖，所述端盖以使所述弹簧收容空间仅通过所述通气路朝向所述旋转轴方向的所述一方与外部连通的方式将所述第一旋转体的所述开口部堵塞。
根据该结构，端盖以使形成在第一旋转体与第二旋转体之间的弹簧收容空间仅通过通气路朝向旋转轴方向的所述一方与外部连通的方式将第一旋转体的开口部堵塞，即，以使所述弹簧收容空间除了通过通气路以外不朝向旋转轴方向的所述一方与外部连通的方式将第一旋转体的开口部堵塞。通气路的至少一部分形成于端盖，因此通气路的最小流路截面积能够自由设定。通过减小通气路的最小流路截面积，即使泥水等水介质附着于端盖，也能够防止泥水等水介质侵入弹簧收容空间。
通气路形成在从第一旋转体的旋转轴沿径向偏离的位置，因此伴随着第一旋转体的旋转，形成于端盖的通气路也以第一旋转体的旋转轴为中心旋转。因此，即使泥水等水介质附着于端盖，通过离心力的作用而泥水等水介质也难以侵入到通气路内，而且，异物难以堵塞在通气路内。
由此，通过防止泥水等水介质向弹簧收容空间的侵入，能够防止与弹簧收容空间邻接的构成部件的腐蚀或由异物啮入引起的动作不良等，能够实现带轮结构体的长寿命化。
另外，通过通气路来确保弹簧收容空间与外部的通气，由此，即使带轮结构体的内部空间(包括弹簧收容空间和滚动轴承的内部的空间)的温度上升，也能够保持带轮结构体的内部空间与外部的压力的平衡。因此，能够防止由于滚动轴承的内部的压力与外部的压力之差而导致被封入于滚动轴承的内部的润滑脂向外部漏出。由此，能够防止滚动轴承的提前破损，能够进一步实现带轮结构体的长寿命化。
本发明的第二方式的带轮结构体在第一方式中，在所述第一旋转体的所述开口部的内周面形成有沿周向延伸的凹部，所述端盖具有由弹性体构成的弹性部和刚性比所述弹性部高且与所述弹性部一体化的刚性部，所述端盖在外缘部具有与所述第一旋转体的所述凹部接触的密封部，至少该密封部由所述弹性部形成，所述端盖的所述外缘部以在径向上被压缩的状态与所述凹部嵌合。
根据该结构，端盖的外缘部中的至少与第一旋转体的凹部接触的密封部通过由弹性体构成的弹性部形成，端盖的外缘部以在径向上被压缩的状态与凹部嵌合。因此，密封部与凹部的密封性高，因此能够更可靠地实现弹簧收容空间除了通过通气路以外不朝向旋转轴方向的所述一方与外部连通的结构。
另外，端盖具有刚性比弹性部高且与弹性部一体化的刚性部，因此通过刚性部能够抑制端盖的变形。因此，能够进一步提高密封部与凹部的密封性。
本发明的第三方式的带轮结构体在第二方式中，所述通气路包括将所述端盖的所述密封部的一部分切缺而形成的至少一个切缺通气路。
根据该结构，通气路包括将端盖的密封部的一部分切缺而形成的切缺通气路，因此通气路形成在端盖的外缘部附近。在端盖的比外缘部靠内侧处附着的泥水等水介质在第一旋转体和端盖旋转时，在离心力的作用下，越向径向外侧移动则移动速度越快。因此，泥水等水介质难以侵入到在端盖的外缘部附近形成的通气路，能够更可靠地防止泥水等水介质向弹簧收容空间的侵入。
此外，在本发明中，“切缺而形成”不仅包括实际上切缺而形成的情况，而且也包括通过金属模具成型等形成为切缺的形状的情况。
本发明的第四方式的带轮结构体在第三方式中，在从所述旋转轴方向的所述一侧观察时，所述至少一个切缺通气路中的位于最靠所述旋转轴方向的所述一侧的切缺通气路被所述凹部覆盖。
根据该结构，至少一个切缺通气路中的位于最靠旋转轴方向的所述一侧的切缺通气路隐藏在凹部的内侧，因此能够更可靠地防止在带轮结构体的外部飞散的泥水等水介质直接侵入切缺通气路的情况。
本发明的第五方式的带轮结构体在第三或第四方式中，所述外缘部的至少一部分比所述凹部向所述旋转轴方向的所述一侧突出。
根据该结构，外缘部的至少一部分比凹部向旋转轴方向的所述一侧突出，因此在端盖的比外缘部靠内侧处附着的泥水等水介质即使在离心力的作用下向径向外侧移动，也难以侵入到凹部内。由此，能够更可靠地防止泥水等水介质经由通气路向弹簧收容空间的侵入。
本发明的第六方式的带轮结构体在第三～第五的任一种方式中，所述通气路形成为在从沿着所述凹部的底面延伸的部分至所述弹簧收容空间的中途改变朝向。
根据该结构，通气路在从沿着凹部的底面延伸的部分至弹簧收容空间的中途改变朝向，因此即使泥水等水介质从外部侵入到通气路，也能够防止泥水等水介质容易向弹簧收容空间侵入的情况。
本发明的第七方式的带轮结构体在第六方式中，所述密封部包括：第一密封部，与所述凹部的底面接触；以及第二密封部，与所述凹部的所述旋转轴方向的所述另一侧的侧面接触，所述至少一个切缺通气路包括将所述第一密封部的一部分切缺而形成的第一切缺通气路和将所述第二密封部的一部分切缺而形成的第二切缺通气路。
根据该结构，第一切缺通气路沿着凹部的底面延伸，因此能够实现通气路在从沿着凹部的底面延伸的部分至弹簧收容空间的中途改变朝向的结构。
另外，密封部除了具有与凹部的底面接触的第一密封部之外，还具有与凹部的旋转轴方向的所述另一侧的侧面接触的第二密封部。因此，与仅具有第一密封部的情况相比，能够进一步提高密封部与凹部的密封性。
本发明的第八方式的带轮结构体在第三～第七的任一种方式中，所述通气路在至所述弹簧收容空间的中途向多个方向分支。
根据该结构，能够更可靠地确保弹簧收容空间与外部的通气。
本发明的第九方式的带轮结构体在第二方式中，所述通气路包括直径为0.5mm以上且1.2mm以下的大致圆孔，该大致圆孔贯通所述端盖的比所述外缘部靠内侧的部分。
根据该结构，通过使大致圆孔的直径为1.2mm以下，能够更可靠地抑制泥水等水介质向大致圆孔的侵入。而且，通过使大致圆孔的直径为0.5mm以上，能够更可靠地防止粉尘等异物堵塞于大致圆孔的情况。
本发明的第十方式的带轮结构体在第九方式中，所述大致圆孔相比所述弹簧收容空间形成在径向内侧。
根据该结构，大致圆孔与弹簧收容空间沿径向分离，因此即使泥水等水介质侵入大致圆孔，泥水等水介质也难以侵入弹簧收容空间。
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II-II线剖视图。
图3是从后方观察图1的端盖的图。
图4是表示第一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图表。
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是从后方观察图5的端盖的图。
图7是本发明的第三实施方式的带轮结构体的局部放大剖视图，图7(a)是在与图8的A-A线相同的位置剖切时的带轮结构体的剖视图，图7(b)是在与图8的B-B线相同的位置剖切时的带轮结构体的剖视图。
图8是从后方观察图7的端盖的图。
图9是表示在本发明的另一实施方式的带轮结构体中应用的端盖的图，图9(a)是从后方观察该端盖的图，图9(b)是在与图9(a)的C-C线相同的位置剖切时的带轮结构体的剖视图。
图10是表示实施例的试验使用的空转耐久试验机的结构的图。
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，设置于交流发电机的驱动轴。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传递至从动带轮，由此来驱动交流发电机等辅机。曲轴因发动机燃烧而旋转速度变动，伴随于此，带的速度也变动。此外，本发明的带轮结构体也可以设置于交流发电机以外的辅机的驱动轴。
如图1及图2所示，本实施方式的带轮结构体1具备：大致筒状的第一旋转体(带轮)2，绕挂有带B；大致筒状的第二旋转体(轮毂)3，以使旋转轴与第一旋转体2的旋转轴相同的方式配置于在第一旋转体2的内侧；受扭螺旋弹簧4，收容于在第一旋转体2与第二旋转体3之间形成的弹簧收容空间8内；以及端盖5，配置在旋转体2、3的旋转轴方向的一侧。在以下的说明中，将图1中的纸面上的左方向称为前方向，将右方向称为后方向。在后述的第二实施方式及第三实施方式中也同样。
在第一旋转体2的前方的开口部21的内周面形成有沿周向延伸的凹部22。凹部22在整周上连续地延伸。凹部22由底面22a和两个侧面22b、22c形成。前方的侧面22b(以下，有时称为前侧面22b)比后方的侧面22c(以下，有时称为后侧面22c)短。
第一旋转体2的前方的开口部21被端盖5堵塞。端盖5包括面向第一旋转体2的开口部21的内侧的圆板部51及比圆板部51靠外周侧的外缘部52。外缘部52比圆板部51向后方突出。外缘部52与凹部22的底面22a和后侧面22c接触。将外缘部52中的与凹部22的底面22a接触的部分设为第一密封部53，将外缘部52中的与凹部22的后侧面22c接触的部分设为第二密封部54。
端盖5通过将由弹性体构成的弹性部55和刚性比弹性部55高的刚性部56一体化而成。作为形成弹性部55的弹性体，优选的是包括例如氯丁橡胶、聚氨酯橡胶、丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、丙烯酸橡胶、硅橡胶、氟橡胶等橡胶成分的橡胶组成物。这是因为这些橡胶的耐油性及耐热性优异的缘故。刚性部56是圆环状的金属板。具体而言，使用例如冷轧钢板、电镀锌钢板、不锈钢板、铝合金板等。
弹性部55覆盖刚性部56的整个前表面。即，端盖5的前表面全部由弹性部55形成。由此，能够抑制端盖5的生锈。弹性部55的直径比刚性部56的直径大。因此，外缘部52的外周端即第一密封部53由弹性部55形成。而且，弹性部55覆盖刚性部56的后表面的外周端附近，由该覆盖的部分形成第二密封部54。
端盖5的外缘部52以第一密封部53被凹部22的底面22a沿径向压缩的状态与凹部22嵌合。因此，通过第一密封部53将开口部21可靠地封闭(密封)。此外，第二密封部54并不是如第一密封部53那样被按压于凹部22，因此第二密封部54也存在不与凹部22的后侧面22c接触的情况。
外缘部52的厚度在从与圆板部51的交界部分朝向外周侧变厚之后，从某位置朝向外周端变薄。外缘部52的前表面从外缘部52的外周端向相对于旋转轴方向(前后方向)倾斜的方向延伸。外缘部52的最前端相比凹部22位于前方。即，外缘部52的一部分比凹部22向前方突出。
刚性部56为大致圆环状，因此端盖5的径向中央附近仅由弹性部55形成。优选在从前后方向观察时，该仅由弹性部55形成的部分与第二旋转体3的后述的筒主体31的前端的内侧空间为同等的大小或比该内侧空间小。通过端盖5的中央附近仅由弹性部55形成，在维修作业时，拉拔端盖5的作业容易进行。具体而言，通过一字槽螺钉旋具等工具破坏弹性部55，以杠杆原理进行揉捏，由此能够容易地拉拔端盖5。
如图3所示，在端盖5的圆板部51形成有圆孔51a(相当于本发明的大致圆孔)。圆孔51a基本为正圆形，但是只要为大致圆形即可。此外，在图3中，为了容易区分弹性部55与刚性部56而在刚性部56上显示点状的阴影。圆孔51a相比第二旋转体3的后述的筒主体31的前端形成在径向内侧。圆孔51a贯通仅由弹性部55形成的部分。因此，能够容易地形成圆孔51a，并且能够抑制刚性部56的生锈。圆孔51a形成在从端盖5的中心偏离的位置(即，从旋转体2、3的旋转轴偏离的位置)。圆孔51a的直径为0.5mm以上且1.2mm以下。
列举端盖5的制造方法的一例的话，例如，在将刚性部56作为嵌件而设置于金属模具内的状态下进行了闭模之后，通过压入成型机或注塑成型机将弹性部55的材料(未硫化橡胶)向金属模具内填充，进行加热加压并进行硫化，由此一体成型出弹性部55和刚性部56。然后，加工圆孔51a。此外，为了提高刚性部56与弹性部55的密合性，优选在硫化的前一工序中，在刚性部56的与弹性部55接触的面上涂布硫化粘接剂并使其干燥。
第二旋转体3具有：固定于交流发电机的驱动轴S的筒主体31；配置在筒主体31的前端部的外侧的外筒部32；以及将筒主体31的前端与外筒部32的前端连结的圆环板部33。驱动轴S与筒主体31的内周面的螺纹槽螺合而固定。
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32的外周面之间设置有滑动轴承6。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31的外周面之间设置有滚动轴承7。通过这两个轴承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的箭头方向(从前方观察时为顺时针)旋转。
滑动轴承6是例如由聚缩醛树脂、聚酰胺树脂等合成树脂形成的具有弹性的C字状的构件。滑动轴承6以稍扩径的状态安装于第二旋转体3的外筒部32，通过自我弹性复原力而与外筒部32紧贴。在外筒部32的滑动轴承6的两侧设有防止滑动轴承6的脱落的突起。滑动轴承6在这两个突起之间能够沿轴向微小地移动。在滑动轴承6与第一旋转体2的内周面之间存在间隙11。间隙11的大小为例如0.1mm左右。在带轮结构体1的驱动时，在该间隙11内存在后述的防锈剂(未图示)。防锈剂没有将间隙11完全堵塞，间隙11能够使空气通过。
滚动轴承7是接触密封式的密闭型滚珠轴承。滚动轴承7具有：固定于第一旋转体2的内周面的外环71；固定于第二旋转体3的筒主体31的外周面的内环72；滚动自如地配置在外环71与内环72之间的多个滚珠73；以及配置在多个滚珠73的两侧的环状的接触密封构件74。虽然图示省略，但是在外环71及内环72设有将滚珠73保持成滑动自如的保持部。接触密封构件74由橡胶状弹性体和金属板形成。接触密封构件74的外周缘固定于外环71，在接触密封构件74的内周缘形成的唇部以张开的方式与内环72的密封面接触。
在滚动轴承7的内部封入有轴承润滑脂(未图示)。轴承润滑脂在外环71及内环72的保持部与各滚珠73之间的接触部形成良好的油膜，有助于确保保持部的滚动疲劳寿命。轴承润滑脂的基础油是例如酯类油等合成油，其运动粘度优选在40℃时为约100mm2/s(试验方法遵照ASTM D7042-14：2014)。作为轴承润滑脂的增稠剂，可使用例如耐热性优异的脲类化合物。作为脲类化合物，可列举双脲化合物、三脲化合物、四脲化合物、聚脲化合物、脲-氨基甲酸酯化合物，二氨基甲酸酯化合物或它们的混合物。增稠剂的混合率优选相对于润滑脂全量为5～40质量％。当增稠剂的混合率小于5质量％时，难以维持润滑脂的状态，当超过40质量％时，润滑脂变得过硬而无法充分地发挥润滑状态，因此不优选。
在第一旋转体2与第二旋转体3之间，且在比滚动轴承7靠前方处形成有弹簧收容空间8。在该弹簧收容空间8收容有受扭螺旋弹簧4。弹簧收容空间8是由第一旋转体2的内周面、第二旋转体3的筒主体31的外周面、滚动轴承7、第二旋转体3的圆环板部33划分的空间。而且，将弹簧收容空间8、滑动轴承6与第一旋转体2的内周面之间的间隙11、滚动轴承7的内部的空间合在一起称为带轮结构体1的内部空间9。
弹簧收容空间8通过滑动轴承6与第一旋转体2的内周面之间的间隙11、比间隙11靠前方的第二旋转体3的外筒部32的外周面与第一旋转体2的内周面之间的间隙12、第二旋转体3的前表面与端盖5之间的间隙13、驱动轴S的前端面与端盖5之间的间隙14及端盖5的圆孔51a而与带轮结构体1的外部连通。将从弹簧收容空间8至外部的上述的通路设为通气路10。通气路10形成在从第一旋转体2的旋转轴沿径向偏离的位置。
第一旋转体2及第二旋转体3的材质为金属，可使用例如S45C等碳钢材料等。在第一旋转体2的内表面可以实施例如软氮化处理、高频淬火等提高表面硬度的表面处理(表面硬化处理)。
在弹簧收容空间8内，第一旋转体2的内径朝向后方而分两个阶段地减小。将具有最小的内径的部分的内周面设为压接面2a，将具有第二小的内径的部分的内周面设为环状面2b。环状面2b的直径与第二旋转体3的外筒部32的内径相同或比外筒部32的内径大。压接面2a的前方的角部在整周上被倒角成锥状。该倒角部2c的相对于前后方向(旋转轴方向)的倾斜角度α优选为10～20°，更优选为15°。而且，第二旋转体3的筒主体31的前端部的外径比弹簧收容空间8内的其他部分大。将该部分的外周面设为接触面31a。
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3a。从轴向观察时，抵接面3a形成为圆弧状。而且，在外筒部32的内周面上设有朝向径向内侧突出的突起部32a。突起部32a形成在从抵接面3a向旋转方向(图2中的箭头方向)的相反侧离开约90°的位置。突起部32a与受扭螺旋弹簧4的前侧区域的外周面相对。
受扭螺旋弹簧4由截面形状为矩形形状的线材形成。受扭螺旋弹簧4的线材使用例如弹簧用油回火线(遵照JISG3560：1994)。受扭螺旋弹簧4为向左卷(朝向轴向前端而为逆时针)。受扭螺旋弹簧4在未受外力的状态下，在全长上直径恒定。未受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的后侧区域以缩径的状态与第一旋转体2的压接面2a抵接。即，受扭螺旋弹簧4的后侧区域的外周面被受扭螺旋弹簧4的自我弹性复原力按压于第一旋转体2的压接面2a。
在带轮结构体1停止而受扭螺旋弹簧4的后侧区域的外周面被自我弹性复原力按压于压接面2a的状态下，受扭螺旋弹簧4的前侧区域以稍扩径的状态与第二旋转体3的接触面31a抵接。即，受扭螺旋弹簧4的前侧区域的内周面被受扭螺旋弹簧4的自我弹性复原力按压于第二旋转体3的接触面31a。
在受扭螺旋弹簧4的前侧区域的内周面与接触面31a接触的状态下，在受扭螺旋弹簧4的前侧区域的外周面与第二旋转体3的外筒部32的内周面之间形成有间隙。而且，在第一旋转体2的环状面2b与受扭螺旋弹簧4的外周面之间形成有间隙。在本实施方式中，在带轮结构体1停止的状态下，如图2所示，在受扭螺旋弹簧4的外周面与突起部32a之间形成有间隙，但是受扭螺旋弹簧4的外周面与突起部32a也可以接触。
在弹簧收容空间8中封入有防锈剂。防锈剂使用润滑脂。具体而言，可以使用与封入于滚动轴承7的轴承润滑脂相同的润滑脂。在带轮结构体1的组装时，防锈剂以膏状的块的状态被投入到弹簧收容空间8内。投入量为例如0.2g左右。当使带轮结构体1动作时，由于弹簧收容空间8的温度上升或剪切发热(摩擦热)而防锈剂的粘度下降，防锈剂向整个弹簧收容空间8扩散。防锈剂侵入至滑动轴承6与第一旋转体2的间隙11，但是几乎不会从该间隙11向前方漏出。
接下来，说明带轮结构体1的动作。
首先，说明第一旋转体2的旋转速度比第二旋转体3的旋转速度快的情况，即，第一旋转体2加速的情况。在该情况下，第一旋转体2相对于第二旋转体3向与旋转方向(图2的箭头方向)相同的方向进行相对旋转。
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进行相对旋转。由此，受扭螺旋弹簧4向扩径方向扭转。受扭螺旋弹簧4的后侧区域对于压接面2a的压接力随着受扭螺旋弹簧4的扭转角度的变大而增大。
在此，将受扭螺旋弹簧4的与接触面31a接触的区域(前侧区域)中的从前端面4a绕旋转轴离开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。
从受扭螺旋弹簧4的前端面4a绕旋转轴离开90°的位置附近(第二区域4b2)最容易受到扭转应力，因此当扭转角度变大时，受扭螺旋弹簧4的第二区域4b2从接触面31a离开。此时，第一区域4b1和第三区域4b3压接于接触面31a。在第二区域4b2从接触面31a离开的基本同时，或者与第二区域4b2从接触面31a离开相比扭转角度变大时，第二区域4b2的外周面与突起部32a抵接。
通过第二区域4b2的外周面与突起部32a抵接，能限制(抑制)受扭螺旋弹簧4的前侧区域的扩径变形，因此扭转应力向前侧区域以外的卷部分散。尤其是作用于受扭螺旋弹簧4的后侧的卷部的扭转应力增加。由此，能够降低作用于受扭螺旋弹簧4的各卷部的扭转应力之差，在受扭螺旋弹簧4整体上能够吸收应变能，因此能够防止局部性的疲劳破坏。
另外，第三区域4b3对于接触面31a的压接力随着扭转角度的变大而下降，在第二区域4b2和突起部32a抵接的同时，或者与第二区域4b2和突起部32a抵接相比扭转角度变大时，第三区域4b3对于接触面31a的压接力基本成为0。将此时的扭转角度设为角度θ1(例如θ1＝3°)。
当受扭螺旋弹簧4的扩径方向的扭转角度超过角度θ1时，由于第三区域4b3的扩径变形而第三区域4b3从接触面31a离开，但是在第三区域4b3与第二区域4b2的交界附近，即，突起部32a的距抵接面3a远的一方的端部附近，受扭螺旋弹簧4未弯曲(弯折)，前侧区域维持为圆弧形状。即，前侧区域维持为在突起部32a上容易滑动的形状。因此，当扭转角度变大而作用于前侧区域的扭转应力增加时，受扭螺旋弹簧4的前侧区域克服第二区域4b2对于突起部32a的压接力及第一区域4b1对于接触面31a的压接力而沿周向移动(在突起部32a和接触面31a上滑动)，受扭螺旋弹簧4的前端面4a按压第二旋转体3的抵接面3a。通过前端面4a按压抵接面3a而在两个旋转体2、3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θ1以上(小于角度θ2)的情况下，受扭螺旋弹簧4的前侧区域的第三区域4b3从接触面31a分离(且与外筒部32的内周面不接触)，第二区域4b2与突起部32a压接，因此与扭转角度小于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从弹簧全长中除去固定弹簧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。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图表。当扩径方向的扭转角度超过角度θ1时，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。
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的中间区域(前侧区域与后侧区域之间的区域)的外周面与第一旋转体2的环状面2b抵接，或者由于扭转角度到达极限角度而受扭螺旋弹簧4的进一步的扩径变形受到限制，从而第一旋转体2与第二旋转体3一体旋转。由此，能够防止受扭螺旋弹簧4的由扩径变形引起的破损。
接下来，说明第一旋转体2的旋转速度比第二旋转体3的旋转速度慢的情况，即，第一旋转体2减速的情况。在该情况下，第一旋转体2相对于第二旋转体3向与旋转方向(图2的箭头方向)相反的方向进行相对旋转。
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进行相对旋转，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θ3＝10°)的情况下，受扭螺旋弹簧4的后侧区域对于压接面2a的压接力比扭转角度为0时稍下降，但是受扭螺旋弹簧4的后侧区域与压接面2a压接。而且，受扭螺旋弹簧4的前侧区域对于接触面31a的压接力比扭转角度为0时稍增大。
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的后侧区域对于压接面2a的压接力大致为0，受扭螺旋弹簧4的后侧区域在压接面2a上沿周向滑动。因此，在两个旋转体2、3之间不传递转矩。
以上说明的本实施方式的带轮结构体1具有以下的特征。
端盖5以使形成在第一旋转体2与第二旋转体3之间的弹簧收容空间8仅通过通气路10朝向前方与外部连通的方式将第一旋转体2的开口部21堵塞，即，以使弹簧收容空间8除了通过通气路10以外不朝向前方与外部连通的方式将第一旋转体2的开口部21堵塞。通气路10的一部分即圆孔51a形成于端盖5，因此通气路10的最小流路截面积能够自由设定。通过减小通气路10的最小流路截面积，即使泥水等水介质附着于端盖5，也能够防止泥水等水介质侵入弹簧收容空间8。
另外，通气路10形成在从第一旋转体2的旋转轴沿径向偏离的位置，因此伴随着第一旋转体2的旋转，形成于端盖5的通气路10(圆孔51a)也以第一旋转体2的旋转轴为中心旋转。因此，即使泥水等水介质附着于端盖5，通过离心力的作用而泥水等水介质也难以侵入到通气路10内(具体而言为圆孔51a)，而且，异物难以堵塞在通气路10内。
这样，通过防止泥水等水介质向弹簧收容空间8的侵入，能够防止与弹簧收容空间8邻接的构成部件的腐蚀或由异物啮入引起的动作不良等，能够实现带轮结构体1的长寿命化。
另外，通过通气路10来确保弹簧收容空间8与外部的通气，由此即使带轮结构体1的内部空间9的温度上升，也能保持带轮结构体1的内部空间9与外部的压力的平衡。因此，能够防止由于滚动轴承7的内部的压力与外部的压力之差而导致被封入于滚动轴承7的内部的轴承润滑脂向外部漏出的情况。由此，能够防止滚动轴承7的提前破损，并进一步实现带轮结构体1的长寿命化。
端盖5的外缘部52中的至少与第一旋转体2的凹部22接触的第一密封部53和第二密封部54利用由弹性体构成的弹性部55形成，端盖5的外缘部52以沿径向压缩的状态与凹部22嵌合。因此，第一密封部53与凹部22的密封性高，因此能够实现弹簧收容空间8除了通过通气路10以外不朝向前方与外部连通的结构。
端盖5具有刚性比弹性部55高且与弹性部55一体化的刚性部56，因此通过刚性部56能够抑制端盖5的变形。因此，能够进一步提高第一密封部53及第二密封部54与凹部22的密封性。
端盖5的外缘部52除了具有与凹部22的底面22a接触的第一密封部53之外，还具有与凹部22的后方的侧面22c接触的第二密封部54。因此，与仅具有第一密封部53的情况相比，能够进一步提高外缘部52与凹部22的密封性。
由于圆孔51a的直径为1.2mm以下，因此能够抑制泥水等水介质向圆孔51a的侵入。而且，由于圆孔51a的直径为0.5mm以上，因此能够防止粉尘等异物堵塞圆孔51a。
圆孔51a相比弹簧收容空间8而形成在径向内侧，圆孔51a与弹簧收容空间8在径向上分离。因此，即使泥水等水介质侵入圆孔51a，泥水等水介质也难以侵入弹簧收容空间8。
在本实施方式中，在压接面2a的前方的角部形成有锥状的倒角部2c。假设对压接面2a的角部进行不成为棱边的程度的倒角(例如C0.3mm)的情况下，受扭螺旋弹簧4的压接力产生的表面压力集中于该角部，因此该角部提前磨损，可能会使带轮结构体1的耐久性下降。相对于此，在本实施方式中，在压接面2a的角部形成锥状的倒角部2c，由此能够降低该角部的由受扭螺旋弹簧4的压接力产生的表面压力。更具体而言，能够使该倒角部2c中的表面压力最高的前后两端的表面压力低于不成为棱边的程度的倒角部的表面压力。而且，通过使倒角部2c的锥角度为10～20°，能够进一步减小倒角部2c的前后两端的表面压力，尤其是通过使锥角度为15°而能够使表面压力最小。
在对第一旋转体2的内表面实施表面硬化处理的情况下，能够提高相对于受扭螺旋弹簧4的外周面进行滑动的压接面2a的耐磨损性，能够提高带轮结构体1的耐久性。
在本实施方式中，在弹簧收容空间8内封入有防锈剂。因此，即使包含盐分的湿气通过通气路10及/或滚动轴承7的接触密封构件74与内环72之间的微小的间隙而从外部进入到弹簧收容空间8内，也能够防止旋转体2、3的面对弹簧收容空间8的部分，尤其是与受扭螺旋弹簧4接触的部分的腐蚀。此外，受扭螺旋弹簧4如果由上述的油回火线形成，则不会生锈，但是在由生锈的材质形成的情况下，通过防锈剂也能够防止受扭螺旋弹簧4的生锈。
<第二实施方式>
接下来，说明本发明的第二实施方式的带轮结构体101。此外，关于具有与上述的第一实施方式同样的结构的构件，使用相同符号而适当省略其说明。如图5及图6所示，本实施方式的带轮结构体101的端盖105的形状与第一实施方式的端盖5不同，其他的结构与第一实施方式相同。
本实施方式的端盖105将弹性部155与刚性部156一体化而形成。弹性部155及刚性部156的材质与第一实施方式的弹性部55及刚性部56相同。端盖105由圆板部151和外缘部152构成。圆板部151除了不具有圆孔51a的点以外，是与第一实施方式的圆板部51相同的结构。
外缘部152设为与凹部22的底面22a接触的第一密封部153和与凹部22的后侧面22c接触的第二密封部154。在第一密封部153形成有将第一密封部153的周向的一部分切缺而成的第一切缺153a。在第二密封部154形成有将第二密封部154的周向的一部分切缺而成的第二切缺154a。此外，“切缺”不仅包括实际上切缺的情况，也包括通过金属模具成型等形成为切缺的形状的情况。外缘部152除了在第一密封部153和第二密封部154形成切缺153a、154a的点以外，是与第一实施方式的外缘部52相同的结构。
第一切缺153a形成在第一密封部153的分离了180°的两个部位。第一切缺153a与旋转轴方向(前后方向)大致平行地延伸。如图6所示，第一切缺153a的与旋转轴方向正交的截面形成为大致圆弧状。通过将外缘部152压缩嵌合于凹部22，第一切缺153a的切缺深度D(从第一密封部153的最外缘的线至第一切缺153a的底为止的径向长度)比嵌合前缩短，第一切缺153a的截面形状接近为三角形形状。
在第一切缺153a与凹部22的底面22a之间形成有第一切缺通气路116。因此，该第一切缺通气路116通过将第一密封部153的一部分切缺而形成。第一切缺通气路116沿凹部22的底面22a延伸，使相比第一密封部153靠前方的空间与靠后方的空间连通。第一切缺153a的宽度(周向长度)被设定为能够确保通气性且能够确保第一密封部153与凹部22的底面22a的嵌合强度。第一切缺通气路116的流路截面积被设定为能够确保通气性且泥水等水介质难以侵入。第一切缺通气路116的流路截面积为例如0.02mm2以上且0.3mm2以下。在外缘部152压缩嵌合于凹部22的状态下，第一切缺153a的切缺深度D优选比凹部22的前侧面22b的径向长度(例如0.4mm)小(例如为0.1mm以上且0.3mm以下)。由此，从前方观察时，第一切缺通气路116的前端被前侧面22b覆盖。
第二切缺154a形成在第二密封部154的分离了180°的两个部位。两个第二切缺154a在周向上形成于与两个第一切缺153a相同的位置。第二切缺154a沿径向延伸。第二切缺154a通过以使刚性部156露出的方式将第二密封部154的弹性部155切缺而形成。第二切缺154a的与延伸方向(径向)正交的截面形成为例如大致矩形形状或大致圆弧状。
在第二切缺154a与凹部22的后侧面22c之间形成有第二切缺通气路117。因此，该第二切缺通气路117通过将第二密封部154的一部分切缺而形成。第二切缺154a使相比第二密封部154靠径向外侧的空间与靠径向内侧的空间连通。第二切缺通气路117的流路截面积只要是能够与第一切缺通气路116的流路截面积无关地确保通气性的范围内(例如0.03mm2左右)即可。
在比第一密封部153与凹部22的底面22a之间的接触部靠后方处，在比第二密封部154与凹部22的后侧面22c之间的接触部靠径向外侧处，在外缘部152与凹部22(详细而言，底面22a及后侧面22c)之间形成有间隙118。而且，在比第一密封部153与凹部22的底面22a之间的接触部靠前方处，在外缘部152与凹部22(详细而言，底面22a和前侧面22b)之间形成有间隙119。间隙118及间隙119在整周上连续地延伸。
弹簧收容空间8通过滑动轴承6与第一旋转体2的内周面之间的间隙11、比间隙11靠前方的第二旋转体3的外筒部32的外周面与第一旋转体2的内周面之间的间隙12、两个第二切缺通气路117、间隙118、两个第一切缺通气路116及间隙119而与带轮结构体101的外部连通。将从弹簧收容空间8至外部的上述的通路设为通气路110。此外，在图6中，以粗线的箭头表示从外部朝向弹簧收容空间8的空气的流动。通气路110形成在从第一旋转体2的旋转轴沿径向偏离的位置。通气路110在从第一切缺通气路116经由间隙118到达第二切缺通气路117期间，将朝向从轴向变成朝向径向内侧。
本实施方式的带轮结构体101具有以下的特征。
端盖105以使形成在第一旋转体2与第二旋转体3之间的弹簧收容空间8仅通过通气路110朝向前方与外部连通的方式将第一旋转体2的开口部21堵塞，即，以使弹簧收容空间8除了通过通气路110以外不朝向前方与外部连通的方式将第一旋转体2的开口部21堵塞。通气路110的一部分即切缺通气路116、117形成于端盖105，因此通气路110的最小流路截面积能够自由设定。通过减小通气路110的最小流路截面积，即使泥水等水介质附着于端盖105，也能够防止泥水等水介质侵入弹簧收容空间8。
而且，通气路110形成在从第一旋转体2的旋转轴沿径向偏离的位置，因此伴随着第一旋转体2的旋转，形成于端盖105的通气路110也以第一旋转体2的旋转轴为中心旋转。因此，即使泥水等水介质附着于端盖105，通过离心力的作用而泥水等水介质也难以侵入到通气路110内，而且，异物难以堵塞在通气路110内。
这样，通过防止泥水等水介质向弹簧收容空间8的侵入，能够防止与弹簧收容空间8邻接的构成部件的腐蚀或由异物啮入引起的动作不良等，能够实现带轮结构体101的长寿命化。
另外，通过通气路110来确保弹簧收容空间8与外部的通气，由此即使带轮结构体101的内部空间9的温度上升，也能够保持带轮结构体101的内部空间9与外部的压力的平衡。因此，能够防止由于滚动轴承7的内部的压力与外部的压力之差而导致被封入于滚动轴承7的内部的轴承润滑脂向外部漏出的情况。由此，能够防止滚动轴承7的提前破损，能够进一步实现带轮结构体101的长寿命化。
端盖105的外缘部152中的至少与第一旋转体2的凹部22接触的第一密封部153及第二密封部154利用由弹性体构成的弹性部155形成，端盖105的外缘部152以沿径向压缩的状态与凹部22嵌合。因此，第一密封部153与凹部22的密封性高，因此能够更可靠地实现弹簧收容空间8除了通过通气路110以外不朝向前方与外部连通的结构。
端盖105具有刚性比弹性部155高且与弹性部155一体化的刚性部156，因此通过刚性部156能够抑制端盖105的变形。因此，能够进一步提高第一密封部153及第二密封部154与凹部22的密封性。
通气路110包括将端盖105的密封部153、154的各自的一部分切缺而形成的切缺通气路116、117，因此通气路110形成在端盖105的外缘部152附近。在端盖105的比外缘部152靠内侧处附着的泥水等水介质在第一旋转体2和端盖105的旋转时，在离心力的作用下，越向径向外侧移动则移动速度越快。因此，泥水等水介质难以侵入到在端盖105的外缘部152附近形成的通气路110，能够更可靠地防止泥水等水介质向弹簧收容空间8的侵入。
另外，切缺通气路116、117通过将由弹性部155形成的密封部153、154切缺而形成，因此能够容易地形成通气路110。
从前方观察时，将外缘部152的一部分切缺而形成的第一切缺通气路116及第二切缺通气路117中的位于前方的第一切缺通气路116的前端部被凹部22覆盖。即，第一切缺通气路116的前端部隐藏在凹部22的内侧。因此，能够更可靠地防止在带轮结构体101的外部飞散的泥水等水介质直接侵入第一切缺通气路116的情况。
通气路110包括将与凹部22的底面22a接触的第一密封部153的一部分切缺而形成的第一切缺通气路116和将与凹部22的后方的侧面22c接触的第二密封部154的一部分切缺而形成的第二切缺通气路117。因此，通气路110在从沿着凹部22的底面22a延伸的部分(第一切缺通气路116)至弹簧收容空间8为止的中途改变朝向。由此，即使泥水等水介质从外部侵入通气路110，也能够防止泥水等水介质容易向弹簧收容空间8侵入的情况。
外缘部152的一部分比凹部22向前方突出，因此在端盖105的比外缘部152靠内侧处附着的泥水等水介质即使在离心力的作用下向径向外侧移动，也难以侵入到凹部22内。由此，能够更可靠地防止泥水等水介质经由通气路110向弹簧收容空间8侵入的情况。
<第三实施方式>
接下来，说明本发明的第三实施方式的带轮结构体201。此外，关于具有与上述的第一或第二实施方式同样的结构的构件，使用相同符号而适当省略其说明。如图7及图8所示，本实施方式的带轮结构体201的端盖205的结构与第一及第二实施方式的端盖5、105不同，其他的结构与第一及第二实施方式相同。
端盖205将弹性部255和刚性部156一体化地形成。端盖205由圆板部151和外缘部252构成。端盖205的第一切缺153a与第二切缺154a的相对位置不同于第二实施方式，其他的结构与第二实施方式的端盖105相同。
在本实施方式中，两个第二切缺154a分别形成在从第一切缺153a偏离90°的位置。第一切缺153a及第二切缺154a的形状与第二实施方式相同。此外，图7(a)是在与图8的A-A线相同的位置处将带轮结构体201剖切时的剖视图，图7(b)是在与图8的B-B线相同的位置处将带轮结构体201剖切时的剖视图。
弹簧收容空间8通过滑动轴承6与第一旋转体2的内周面之间的间隙11、比间隙11靠前方的第二旋转体3的外筒部32的外周面与第一旋转体2的内周面之间的间隙12、两个第二切缺通气路117、间隙118、两个第一切缺通气路116及间隙119与带轮结构体201的外部连通。将从弹簧收容空间8至外部的上述的通路设为通气路210。此外，在图8中，通过粗线的箭头表示从外部朝向弹簧收容空间8的空气的流动。通气路210形成在从第一旋转体2的旋转轴沿径向偏离的位置。通气路210在从第一切缺通气路116经由间隙118到达第二切缺通气路117期间，将朝向从轴向变成周向之后，将朝向从周向变成朝向径向内侧。通气路210从第一切缺通气路116沿周向向两个方向分支而到达两个第二切缺通气路117。
本实施方式的带轮结构体201关于与第二实施方式的带轮结构体101同样的结构，起到与在第二实施方式中叙述的效果同样的效果。本实施方式的带轮结构体201除此以外还具有以下的特征。通气路210在到达弹簧收容空间8的中途，向多个方向分支。因此，能够更可靠地确保弹簧收容空间8与外部的通气。而且，通气路210在到达弹簧收容空间8的中途多次改变朝向，并且其路径比第二实施方式的通气路110长。因此，泥水等水介质更难以从外部经由通气路210侵入到弹簧收容空间8。
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～第三实施方式，能够进行各种变更。
在上述第一～第三实施方式中，使用接触密封式的密闭型滚珠轴承作为滚动轴承7，但是适合于本发明的带轮结构体的滚动轴承也可以是接触密封式的密闭型滚珠轴承以外的滚动轴承。例如，也可以是屏蔽式或非接触密封式的密闭型滚动轴承。而且，也可以是滚动体不使用滚珠而使用滚子的滚子轴承。
在上述第一实施方式中，圆孔51a相比弹簧收容空间8而形成在径向内侧，但是圆孔51a也可以形成在与弹簧收容空间8在旋转轴线方向上并列的位置。在该变更例中，圆孔51a既可以形成于圆板部51，也可以形成于外缘部52。
在上述第一实施方式中，圆孔51a贯通仅由弹性部55形成的部分，但是也可以贯通刚性部56与弹性部55层叠的部分。
在上述第一实施方式中，在端盖5仅设置1个圆孔51a，但是圆孔51a也可以设置多个。根据该结构，能够更可靠地确保外部与弹簧收容空间8的通气。此外，在该变更例中，各圆孔51a的直径与第一实施方式相同。
也可以将上述第一实施方式与第二或第三实施方式组合实施。即，在端盖也可以设置圆孔51a、第一切缺通气路116及第二切缺通气路117。根据该结构，能够更可靠地确保外部与弹簧收容空间8的通气。
在上述第二及第三实施方式中，第一切缺通气路116沿旋转轴方向呈直线状地延伸，但是也可以相对于旋转轴方向而向周向倾斜地延伸。即，第一切缺通气路116的前端的位置与后端的位置可以沿周向偏离。而且，在上述第二及第三实施方式中，第二切缺通气路117沿径向呈直线状地延伸，但也可以相对于径向而向周向倾斜地延伸。即，第二切缺通气路117的径向内侧的端部的位置与径向外侧的端部的位置可以沿周向偏离。
在上述第二～第三实施方式中，第一切缺153a形成为截面形状为大致圆弧状，但是也可以形成为三角形形状(V字状)或矩形形状等的圆弧状以外的形状。
在上述第二及第三实施方式中，在端盖105、205设置有两个第一切缺通气路116，但是第一切缺通气路116也可以仅设置1个，还可以设置3个以上。第一切缺通气路116的个数越多，则能够越可靠地确保外部与弹簧收容空间8的通气。
在上述第二及第三实施方式中，第二切缺通气路117的个数与第一切缺通气路116的个数相同，但是也可以比第一切缺通气路116的个数多或少。第二切缺通气路117的个数越多，则能够越可靠地确保外部与弹簧收容空间8的通气。
在上述第二实施方式中，第二切缺通气路117在周向上与第一切缺通气路116形成于相同的位置，在上述第三实施方式中，第二切缺通气路117形成在从第一切缺通气路116沿周向偏离的位置，但是也可以在端盖设置在周向上与第一切缺通气路116形成于相同的位置的第二切缺通气路117和在未形成第一切缺通气路116的位置形成的第二切缺通气路117双方。例如，在周向上与第一切缺通气路116形成于相同的位置的第二切缺通气路117的周向两侧设有另外两个第二切缺通气路117的情况下，通气路从第一切缺通气路116向3个方向分支(详细而言，周向的两个方向和朝向径向内侧的1个方向)而到达3个第二切缺通气路117。根据该结构，能够更可靠地确保外部与弹簧收容空间8的通气。
在上述第一～第三实施方式中，外缘部52、152、252通过第一密封部53、153和第二密封部54、154而与凹部22接触，但是外缘部也可以具有与凹部22的前侧面22b接触的另外的密封部(以下，设为第三密封部)。第三密封部也可以不仅与凹部22的前侧面22b接触，而且还与第一旋转体2的开口部21的内周面中的比凹部22靠前方的部分接触。
在外缘部52具有上述的第三密封部的情况下，作为第二及第三实施方式的变更例，也可以将第三密封部的一部分切缺而形成第三切缺(第三切缺通气路)。在第三密封部仅与凹部22的前侧面22b接触的情况下，第三切缺优选形成在从前方观察时被凹部22覆盖的范围内。即，优选的是，相比凹部22的前侧面22b的径向内侧的端部，第三切缺的径向内侧的端部位于径向外侧。
在上述第二实施方式中，通气路110从第一切缺通气路116将方向变成朝向径向内侧而到达第二切缺通气路117，在上述第三实施方式中，通气路210从第一切缺通气路116将朝向变成周向之后，将方向变成朝向径向内侧而到达第二切缺通气路117，但是将第一切缺通气路116与第二切缺通气路117连结的部分的方向没有限定为上述情况。例如图9所示的通气路310那样，在从第一切缺通气路116至第二切缺通气路117之间，可以具有沿周向延伸的部分、朝向径向内侧延伸的部分及朝向径向外侧延伸的部分。
关于图9的变更例，以下进行具体说明。端盖305的外缘部352在周向上隔开间隔地具备多个与凹部22的底面22a和后侧面22c的角部附近接触的障壁部357。此外，在外缘部352的第二密封部354形成有切缺354b，该切缺354b将通过障壁部357分隔的间隙118彼此绕过障壁部357的径向内侧地连结。在该切缺354b与凹部22的后侧面22c之间形成有切缺通气路320。通气路310成为在第一切缺通气路116与第二切缺通气路117之间交替地配置有间隙118和切缺通气路320的结构，在从第一切缺通气路116朝向第二切缺通气路117期间，将朝向从轴向变成周向之后，将朝向变成径向内侧、周向、径向外侧。
在上述第一～第三实施方式中，外缘部52、152、252的一部分比凹部22向前方突出，但也可以不比凹部22向前方突出。
实施例
以下，说明本发明的具体的实施例。
使用表1所示的实施例1～6、比较例1、2、参考例1～6的带轮结构体，进行了用于验证本发明的效果的试验。
[表1]
<实施例1～3>
实施例1～3的带轮结构体具有与第一实施方式的带轮结构体1同样的结构，如表1所示，仅圆孔(51a)的直径互不相同。凹部(22)的底面(22a)的直径为56mm，凹部(22)的前侧面(22b)的径向长度为0.4mm。端盖(5)的弹性部(55)是由丁腈橡胶(NBR)构成的橡胶组成物，其JISA硬度为70。端盖(5)的刚性部(56)是电镀锌钢板，其厚度为0.5mm。弹性部(55)中的在圆板部(51)处与刚性部(56)重叠的部分的厚度为0.3mm。端盖(5)的仅由弹性部(55)形成的中心部分的直径为6.0mm。
此外，表1中的圆孔的“偏置量”是圆孔(51a)的中心与端盖(5)的中心的分离距离。
<实施例4>
实施例4的带轮结构体是第二实施方式的带轮结构体101的变更方式。实施例4的带轮结构体具有在周向上形成于相同位置的各1个的第一切缺通气路(116)和第二切缺通气路(117)。弹性部及刚性部的材质和厚度与实施例1～3相同。在端盖不与凹部(22)嵌合的状态下，第一切缺(153a)的切缺深度为0.15mm，宽度为0.3mm，曲率半径为0.15mm。在嵌合的状态下，第一切缺的切缺深度为0.1mm。第二切缺(154a)的切缺深度为0.1mm，切缺宽度为0.3mm，截面形状为矩形形状。此外，表1的中的“深度”是嵌合状态下的第一切缺的切缺深度。而且，表1中的第一切缺的“偏置量”是第一切缺通气路的径向外侧的端部与端盖的中心的分离距离，与凹部(22)的底面(22a)的半径相同。
<实施例5>
实施例5的带轮结构体具有与第二实施方式的带轮结构体101同样的结构。弹性部(155)及刚性部(156)的材质和厚度与实施例1～4相同。在端盖(105)与凹部(22)未嵌合的状态下，第一切缺(153a)的切缺深度(D)为0.4mm，宽度为2.0mm，曲率半径为1.5mm。在嵌合的状态下，第一切缺(153a)的切缺深度(D)为0.3mm，第一切缺通气路(116)的流路截面积为约0.3mm2。第二切缺(154a)的形状与实施例4相同。
<实施例6>
实施例6的带轮结构体具有与第三实施方式的带轮结构体201同样的结构。弹性部(255)及刚性部(156)的材质和厚度与实施例1～5相同。第一切缺(153a)的形状与实施例5相同。第二切缺(154a)的形状与实施例4、5相同。
<比较例1>
比较例1的带轮结构体在端盖未形成通气路(圆孔、切缺通气路)，其他的结构与实施例1～6的带轮结构体相同。
<比较例2>
比较例2的带轮结构体的端盖的圆孔形成在旋转轴线上，其他的结构与实施例2的带轮结构体相同。
<参考例1、2>
参考例1、2的带轮结构体的端盖的圆孔的直径为0.5mm以上且1.2mm以下的范围外，其他的结构与实施例1～3的带轮结构体相同。
<参考例3～5>
参考例3～5的带轮结构体的第一切缺的深度形成得比实施例5大，其他的结构与实施例5的带轮结构体相同。参考例3～5的第一切缺的深度依次变大。在参考例3中，嵌合状态下的第一切缺的切缺深度与凹部(22)的前侧面(22b)的径向长度相同。而且，在参考例4中，第一切缺与外缘部的最前端相比形成至径向内侧，并且在图1等所示的前后方向(旋转轴方向)上，第一切缺的最前端与凹部(22)的前侧面(22b)处于相同位置。因此，从前方观察时，第一切缺通气路未被凹部完全覆盖而一部分露出，并且在形成第一切缺通气路的周向范围内，外缘部不比凹部向前方突出。
<参考例6>
参考例6的带轮结构体的第一切缺的深度形成得比实施例6大，其他的结构与实施例6的带轮结构体相同。参考例6的第一切缺的切缺深度与参考例4相同。
(泥水滴下试验)
使用实施例1～6、比较例1、2、参考例1～6的带轮结构体，进行了研究泥水向带轮结构体滴下时的泥水向带轮结构体的内部空间的侵入的有无和通气路的异物堵塞的试验。
在该试验中，使用了图10所示的空转耐久试验机80。空转耐久试验机80成为在交流发电机81的驱动轴设置的带轮结构体82、曲轴带轮83上架设多楔带84，在与曲轴带轮83同轴地固定的同步带轮85和与电动机86的旋转轴连结的同步带轮87上架设同步带88的结构。而且，在带轮结构体82的上方配置了泥水滴下装置(未图示)。泥水滴下装置使泥水向绕挂于带轮结构体82的带84的上表面滴下。使用的泥水的组成为70重量％的自来水、30重量％的JIS-Z8901：2006试验用粉体的8种(日本关东壤土)。
试验假定实车的缓慢行驶时的空转状态，按照以下的条件使空转耐久试验机80进行了工作。
·曲轴带轮83的转速：500～800rpm
·交流发电机81和带轮结构体82的转速：2500rpm
·交流发电机81和带轮结构体82的表面温度：40～50℃
以上述的条件使空转耐久试验机80工作，并以表2所示的合计70.5分钟为1个周期而使泥水滴下装置实施了400个周期。附着于带84的泥水伴随着带84的移动而飞散，附着于包含端盖的带轮结构体的整个表面。
[表2]
时间(分) 泥水的滴下
45 无
0.5 500cc/分
25 无
在试验结束后，研究了泥水的侵入的有无和通气路的堵塞的有无。其结果也如表1所示。通过直接目测带轮结构体或者拆卸端盖而目测来进行泥水的侵入的有无的判定。表1的“泥水侵入”一栏中，不仅是弹簧收容空间(8)，而且在圆孔(51a)、第一切缺通气路(116)、第二切缺通气路(117)都没有泥水侵入的痕迹时表示为〇，虽然弹簧收容空间(8)没有泥水侵入的痕迹，但是圆孔(51a)、第一切缺通气路、第二切缺通气路中的任一个存在侵入的痕迹时表示为△，在弹簧收容空间(8)存在泥水侵入的痕迹时表示为×。
通气路的堵塞的有无如下进行了研究。预先形成沿径向贯通第一旋转体(2)而使外部与弹簧收容空间(8)连通的孔，利用盲孔螺钉将孔堵塞。而且，预先形成有沿径向贯通第二旋转体(3)的筒主体(31)而使弹簧收容空间(8)与筒主体(31)的内侧的空间(交流发电机驱动轴(S)的前端与端盖之间的间隙(14))连通的多个孔。并且，在试验结束后，拆卸盲孔螺钉而向形成于第一旋转体(2)的孔内插入了点燃火的线香。此时，空气在形成于第二旋转体(3)的端盖侧的多个孔进出，由此能够可靠地使线香的烟从弹簧收容空间(8)向端盖侧的空间(通气路)充满。在线香的烟充满弹簧收容空间(8)及通气路之后，取下线香，通过盲孔螺钉将设于第一旋转体的孔堵塞，通过目测确认了烟是否从通气路泄漏。表1的“通气路的堵塞”一栏中，在烟从通气路向外部漏出时表示为○(没有通气路的堵塞)，在烟未从通气路向外部漏出时表示为×(存在通气路的堵塞)。
如表1所示，在比较例1中，泥水未侵入到弹簧收容空间。由此可知，端盖的第一密封部的密封性高。在比较例2中，虽然没有通气路的堵塞，但是泥水侵入到弹簧收容空间。在比较例2中，考虑原因是由于圆孔形成在旋转轴线上，因此离心力的作用对于在圆孔的周围附着的泥水未生效，泥水容易侵入圆孔。在实施例1～6中，既未观察到泥水向弹簧收容空间的侵入，也未观察到通气路的堵塞。
在参考例1中，虽然没有泥水向圆孔内的侵入，但是通气路发生了堵塞。具体而言，通过目测确认到了圆孔的外部侧的开口端堵塞的情况。在参考例1中，考虑原因是虽然圆孔形成在从旋转轴线沿径向偏离的位置，但是由于圆孔过小，因此由于表面张力，泥水容易附着而将圆孔的外部侧的开口端堵塞，在离心力下泥水未飞散尽而成为干燥状态，从而圆孔堵塞。
在参考例2中，虽然没有通气路的堵塞，但是泥水侵入到弹簧收容空间。在参考例2中，考虑原因是圆孔虽然形成在从旋转轴线沿径向偏离的位置，但是圆孔过大，由此泥水容易侵入圆孔。
根据参考例1、2和实施例1～3的结果可知，圆孔的直径优选为0.5mm以上且1.2mm以下。
在参考例3中，虽然没有通气路的堵塞，但是在第一切缺通气路观察到了泥水侵入的痕迹。在参考例3中，考虑原因是第一切缺的切缺深度(第一切缺通气路的径向长度)与凹部(22)的前侧面(22b)的径向长度相同，因此泥水容易侵入第一切缺通气路。
在参考例4中，虽然泥水未侵入至弹簧收容空间，但是第二切缺通气路发生了堵塞。在参考例5中，泥水侵入至弹簧收容空间，而且，第二切缺通气路发生了堵塞。在参考例4、5中，考虑原因是从前方观察时，第一切缺通气路未被凹部完全覆盖而一部分露出，并且在形成第一切缺通气路的周向范围，外缘部不比凹部向前方突出，因此泥水容易侵入第一切缺通气路。
在参考例6中，虽然泥水侵入到第一切缺通路，但是没有通气路的堵塞。参考例6的第一切缺的深度与参考例4相同，但是参考例6的通气路与第三实施方式的通气路210同样，从第一切缺通气路向两个方向分支而到达第二切缺通气路，因此避免了泥水向第二切缺通气路的侵入。
根据实施例4～6和参考例3～6的结果可知，第一切缺的深度(第一切缺通气路的径向长度)优选比凹部的前侧面的径向长度小。
(轴承润滑脂残存量确认试验)
使用实施例1～6及比较例1的带轮结构体，进行了研究滚动轴承(7)内的轴承润滑脂的残存量的试验。
在该试验中，也与泥水滴下试验同样，使用了图10所示的空转耐久试验机80。但是，未使用泥水滴下装置，交流发电机81、带轮结构体82、曲轴带轮83由将气氛温度保持为恒定的恒温槽覆盖。
试验假定带轮结构体的内部空间的温度成为最大且旋转变动成为最大的实车的空转状态，按照以下的条件使空转耐久试验机80进行了工作。
·曲轴带轮83的转速：500～800rpm
·交流发电机81和带轮结构体82的转速：2000～2500rpm
·交流发电机81和带轮结构体82的表面温度(恒温槽内的温度)：130℃
以上述的条件使空转耐久试验机80连续工作2000小时之后，将带轮结构体冷却至室温，然后将带轮结构体分解，测定了滚动轴承的重量。而且，在试验前预先测定轴承润滑脂封入前的滚动轴承的重量和向滚动轴承封入的轴承润滑脂的重量，根据试验后的滚动轴承的重量，算出了轴承润滑脂的残存率。其结果也如表1所示。表1的“润滑脂残存率”一栏中，轴承润滑脂的残存率为30重量％以上时表示为〇，小于30重量％时表示为×。在滚动轴承的功能上，轴承润滑脂的残存率只要为30重量％以上就没有问题。
在比较例1中，在试验时间1200小时时，在滚动轴承内部确认到烧熔状态(润滑脂用尽引起的碳化状态)，滚动轴承破损。实施例1～6的润滑脂残存率全部为60重量％。
(其他的试验)
虽然省略详细说明，但是在反复进行盐水喷雾(遵照JISK5600-7-1)和干燥的复合环境周期试验(1周期为24小时)中，使用实施例2的带轮结构体，验证了防锈剂的效果。其结果是，在未向弹簧收容空间封入防锈剂的情况下，在60周期(1440小时)时，在第一旋转体的内表面确认到了生锈的迹象，但是在封入有防锈剂的情况下，即使在90周期(2160小时)时，在第一旋转体的内表面也没有生锈的迹象。而且，在上述的专利文献1那样的以往的树脂制端盖的带轮结构体中，在未封入防锈剂的情况下，在5周期(120小时)时，在第一旋转体的内表面产生了锈迹。
另外，虽然省略详细说明，但是进行了研究第一旋转体(2)的表面硬化处理的效果的试验。试验使用的第一旋转体(2)的材质为S45C，表面硬化处理为软氮化处理。表面处理前的维氏硬度为HV200，相对于此，表面处理后的维氏硬度为HV600。将未实施表面处理的比较例的带轮结构体和实施了表面处理的实施例的带轮结构体分别设置于试验机，交替地反复进行短时间的旋转和停止，由此向压接面(2a)赋予了与实车寿命相当的滑动的应力。其结果是，比较例的压接面的平均磨损深度为70μm，而实施例的压接面(2a)的平均磨损深度为50μm。即，压接面(2a)处的磨损的程度与未实施表面处理的情况相比磨损深度减少了约30％。此外，此时使用的受扭螺旋弹簧(4)的线材为弹簧用油回火线(遵照JISG3560)，其截面形状为矩形形状。
另外，虽然省略详细说明，但是进行了研究将第一旋转体(2)的压接面(2a)的角部倒角成锥状的效果的试验。试验使用的第一旋转体(2)及受扭螺旋弹簧(4)与上述的表面硬化处理的试验相同，使用的试验机也相同。将以45°倒角(详细而言为C0.3mm倒角)的比较例的带轮结构体和以15°倒角的实施例的带轮结构体设置于试验机，对于压接面(2a)赋予了与实车寿命相当的滑动的应力。其结果是，在压接面的角部位置，在比较例中磨损深度为110μm，而在实施例中磨损深度为30μm。即，压接面(2a)的角部位置处的磨损的程度与45°倒角的情况相比，磨损深度降低了约70％。
本申请基于在2015年2月20日提出申请的日本专利申请2015-031338及在2016年1月25日提出申请的日本专利申请2016-011352，并将其内容作为参照而援引于此。
符号说明
1、101、201 带轮结构体
2 第一旋转体
3 第二旋转体
4 受扭螺旋弹簧
5、105、205、305 端盖
6 滑动轴承
7 滚动轴承
8 弹簧收容空间
9 带轮结构体的内部空间
10、110、210、310 通气路
21 开口部
22 凹部
51、151 圆板部
51a 圆孔(大致圆孔)
52、152、252、352 外缘部
53、153 第一密封部
54、154、354 第二密封部
55、155、255 弹性部
56、156 刚性部
116 第一切缺通气路(切缺通气路)
117 第二切缺通气路(切缺通气路)
153a 第一切缺
154a 第二切缺
320 切缺通气路
354b 切缺
B 带。

Claims (10)

1.一种带轮结构体，具备：
筒状的第一旋转体，绕挂有带；
第二旋转体，以相对于所述第一旋转体能够相对旋转的方式设置在所述第一旋转体的内侧；
受扭螺旋弹簧，收容于在所述第一旋转体与所述第二旋转体之间形成的弹簧收容空间；
端盖，将所述第一旋转体的旋转轴方向的一侧的开口部堵塞；
滚动轴承，在所述第一旋转体的旋转轴方向的另一侧设置于所述第一旋转体与所述第二旋转体之间；以及
通气路，形成在从所述第一旋转体的旋转轴沿径向偏离的位置，使所述弹簧收容空间与外部连通，
所述通气路的至少一部分形成于所述端盖，
所述端盖以使所述弹簧收容空间仅通过所述通气路朝向所述旋转轴方向的所述一方与外部连通的方式将所述第一旋转体的所述开口部堵塞。
2.根据权利要求1所述的带轮结构体，其中，
在所述第一旋转体的所述开口部的内周面形成有沿周向延伸的凹部，
所述端盖具有由弹性体构成的弹性部和刚性比所述弹性部高且与所述弹性部一体化的刚性部，
所述端盖在外缘部具有与所述第一旋转体的所述凹部接触的密封部，至少该密封部由所述弹性部形成，
所述端盖的所述外缘部以在径向上被压缩的状态与所述凹部嵌合。
3.根据权利要求2所述的带轮结构体，其中，
所述通气路包括将所述端盖的所述密封部的一部分切缺而形成的至少一个切缺通气路。
4.根据权利要求3所述的带轮结构体，其中，
在从所述旋转轴方向的所述一侧观察时，所述至少一个切缺通气路中的位于最靠所述旋转轴方向的所述一侧的切缺通气路被所述凹部覆盖。
5.根据权利要求3或4所述的带轮结构体，其中，
所述外缘部的至少一部分比所述凹部向所述旋转轴方向的所述一侧突出。
6.根据权利要求3～5中任一项所述的带轮结构体，其中，
所述通气路形成为在从沿着所述凹部的底面延伸的部分至所述弹簧收容空间的中途改变朝向。
7.根据权利要求6所述的带轮结构体，其中，
所述密封部包括：
第一密封部，与所述凹部的底面接触；以及
第二密封部，与所述凹部的所述旋转轴方向的所述另一侧的侧面接触，
所述至少一个切缺通气路包括将所述第一密封部的一部分切缺而形成的第一切缺通气路和将所述第二密封部的一部分切缺而形成的第二切缺通气路。
8.根据权利要求3～7中任一项所述的带轮结构体，其中，
所述通气路在至所述弹簧收容空间的中途向多个方向分支。
9.根据权利要求2所述的带轮结构体，其中，
所述通气路包括直径为0.5mm以上且1.2mm以下的大致圆孔，该大致圆孔贯通所述端盖的比所述外缘部靠内侧的部分。
10.根据权利要求9所述的带轮结构体，其中，
所述大致圆孔相比所述弹簧收容空间形成在径向内侧。
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