JP2006234115A - プーリ - Google Patents

Abstract

【課題】 様々な入力モード時の回転変動を吸収できるプーリを提供する。
【解決手段】 回転軸に固定し、複数のハブ側回転伝達突部１２を有するハブ２と、このハブ２の外周に回転可能に設け、複数の本体側回転伝達突部１４を有するプーリ本体３と、ハブ側回転伝達突部１２と本体側回転伝達突部１４の間に形成された複数の弾性体収容スペース１５内にそれぞれ収容される弾性体とを備え、プーリ本体３とハブ２間の回転が弾性体を介して伝達される補機側プーリ１Ａの各弾性体収容スペース１５に、バネ定数の異なる第１弾性体と第２弾性体４，５を収容する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、巻掛け伝動機構（動力伝達機構）に使用され、駆動側の回転変動に起因するベルトの張力変動を吸収できるプーリに関する。

例えばエンジンの回転力（駆動力）を補機（空調装置のコンプレッサ、パワーステアリング、オルタネータ、ウォータポンプ等）に伝達するのに巻掛け伝動機構が使用される。この巻掛け伝動機構に用いられる従来の補機側プーリとして、特許文献１に開示されたものがある。

この補機側プーリ１００は、図１０及び図１１に示すように、補機側回転軸（図示せず）に固定されたハブ１０１と、このハブ１０１の外周側に回転可能に設けられ、外周面にベルト（図示せず）が巻掛けられたプーリ本体１０２と、ハブ１０１の３箇所のハブ側回転伝達突部１０１ａとプーリ本体１０２の３箇所の本体側回転伝達突部１０２ａによって形成された６箇所の弾性体収容スペース１０３内にそれぞれ配置された６つの弾性体１０４と、この各弾性体１０４の両側面に配置された一対のメタルベアリング１０５，１０６と、前記ハブ１０１に圧入され、プーリ本体１０２、一対のメタルベアリング１０５，１０６等の軸方向の移動を阻止するストッパープレート１０７とから構成されている。

上記構成において、駆動側プーリ（図示せず）の回転によってベルト（図示せず）に移動力が作用すると、ベルト（図示せず）を介して補機側プーリ１００のプーリ本体１０２に回転力が伝達される。すると、プーリ本体１０２の各本体側回転伝達突部１０２ａが各弾性体１０４を介してハブ１０１のハブ側回転伝達突部１０１ａに回転を伝達する。このハブ１０１の回転によって補機側回転軸（図示せず）が回転される。

この回転伝達過程にあって、駆動側の回転に回転変動が発生すると、この回転変動によってベルト（図示せず）の移動速度が変動する。一方、補機側は慣性によって一定回転数で回転しようとするので、ベルト（図示せず）には張力の変動が生じることになる。しかし、プーリ本体１０２の回転に回転変動があると弾性体１０４がその回転変動を吸収するべく弾性変形しつつ回転をハブ１０１に伝達する。これにより、ベルト（図示せず）の張力変動が吸収され、ベルト（図示せず）の耐久性の向上が図られる。
特開２００４−２３２７７８号公報

しかしながら、前記従来の補機側プーリ１００では、単一の弾性体１０４によってベルト（図示せず）の張力吸収を行う構成であるため、駆動側の様々な入力モードの回転変動に対応できない。つまり、各弾性体１０４は、所定のバネ定数の範囲内でしか有効な弾性変形ができないため、例えば低トルク時の回転変動に対して弾性変形するよう弾性体１０４のバネ定数を設定すると、高トルク時の回転変動を吸収できない。反対に、高トルク時の回転変動に対して弾性変形するよう弾性体１０４のバネ定数を設定すると、低トルク時の回転変動を吸収できない。従って、従来の補機側プーリ１００では、ベルト（図示せず）の耐久性を十分に図ることができなかった。

そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、様々な入力モード時の回転変動を吸収できるプーリを提供することを目的とする。

請求項１の発明は、回転軸に固定され、ハブ側回転伝達突部を有するハブと、このハブの外周に回転可能に設けられ、本体側回転伝達突部を有するプーリ本体と、前記ハブ側回転伝達突部と前記本体側回転伝達突部の間に形成された複数の弾性体収容スペース内にそれぞれ収容された弾性体とを備え、前記プーリ本体と前記ハブ間の回転が前記弾性体を介して伝達されるプーリにおいて、前記各弾性体収容スペースには、バネ定数の異なる複数の弾性体が収容されたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載のプーリであって、前記各弾性体は、球体若しくは正多面体であることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２記載のプーリであって、前記各弾性体収容スペースに収容される複数の弾性体は、前記弾性体収容スペース内に隙間を有する状態で収容されたことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１〜請求項３記載のプーリであって、前記ハブ側回転伝達突部及び前記本体側回転伝達突部は、前記弾性体を全ての径方向でほぼ均一な圧縮率で圧縮するよう設けられたことを特徴とする。

以上説明したように、請求項１の発明によれば、低トルク時に回転変動があるとバネ定数の小さい弾性体が圧縮変形によってその回転変動を吸収し、高トルク時に回転変動があるとバネ定数の大きい弾性体が圧縮変形によってその回転変動を吸収する。従って、様々な入力モード時の回転変動を吸収できる。

請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、弾性体を弾性体収容スペースに収容する際に、所定の収容方向がないため収容作業性が良い。

請求項３の発明によれば、請求項１又は請求項２の発明の効果に加え、微小変動に対しては弾性体が変動を伝達しないため、変動吸収率を向上させることができる。

請求項４の発明によれば、請求項１〜請求項３の発明の効果に加え、圧縮変形を繰り返す弾性体の耐久性が向上する。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図６は本発明の第１実施形態を示し、図１は補機側プーリ１Ａの分解斜視図、図２は補機側プーリ１Ａの要部断面図、図３は低トルク時（無トルク時を含む）における正面、図４は高トルク時における正面図、図５は第１及び第２弾性体４，５が十分に圧縮変形した場合における正面図、図６は補機側プーリ１Ａの入力回転トルクとこれによる入出力側の相対的捻れ角度との特性線図である。

図１〜図４において、プーリである補機側プーリ１Ａは、補機側回転軸（図示せず）に固定されたハブ２と、このハブ２の外周側に設けられ、外周面にベルト（図示せず）が巻掛けられるプーリ本体３と、ハブ２の外周にプーリ本体３を回転自在に支持する軸受６と、ハブ２とプーリ本体３内に収容された４組の第１及び第２弾性体４，５と、これら第１及び第２弾性体４，５の脱落を防止するストッパプレート８とから構成されている。

ハブ２は、円筒状の円筒状圧入部１０と、この円筒状圧入部１０の外周面から１８０度対向位置に補記側回転軸を中心とする半径方向に向かってプーリ本体近傍まで突出された２つのハブ側回転伝達突部１２とを備えている。また、円筒状圧入部１０の筒状部分に螺合、およびスプライン連結などによって補機側回転軸（図示せず）の先端部固定されるとともに、円筒状圧入部１０の外周面に、軸受６のインナレース６ａが圧入されている。

プーリ本体３は、外周面にベルト（図示せず）が巻掛けられる円筒状のリム部１３と、このリム部１３の内周面より１８０度対向位置に補記側回転軸に向かってハブ２近傍まで突出された２つの本体側回転伝達突部１４とを備えている。ハブ２の２箇所のハブ側回転伝達突部１２とプーリ本体３の２箇所の本体側回転伝達突部１４は、同一円周上に配置され、且つ、それぞれ９０度だけ回転位置がオフセットして配置されている。そして、隣り合うハブ側回転伝達突部１２及び本体側回転伝達突部１４によって４つの弾性体収容スペース１５が形成されている。また、リム部１３の内側には、軸受６のアウタレース６ｂが収納されている。

第１弾性体４と第２弾性体５は、各弾性体収容スペース１５内に１つずつ収容されている。第１及び第２弾性体４，５は、例えばゴム材で、大きさが異なる大小の球体である。そして、第１及び第２弾性体４，５は、図３に示すように、弾性体収容スペース１５内に隙間ｃを有する状態で収容されている。第１弾性体４は、第２弾性体５に較べて低いバネ定数であり、入力回転トルクが低トルク時に圧縮変形するよう設定されている。第２弾性体５は、第１弾性体４に較べて高いバネ定数であり、入力回転トルクが高トルク時に圧縮変形するよう設定されている。

又、ハブ側回転伝達突部１２の側面１２ａは、直径方向の仮想線Ｌ１に対して平行な方向に形成されているが、本体側回転伝達突部１４の側面１４ａは、直径方向の仮想線Ｌ２に対して傾斜する方向に形成されている。これにより、図５に示すように、第１及び第２弾性体４，５が十分に圧縮した状態において、本体側回転伝達突部１４の形状がテーパ部を有する略台形になっているため、ハブ側回転伝達突部１２と本体側回転伝達突部１４の双方の側面１２ａ，１４ａが互いに略平行に対向配置され、第１及び第２弾性体４，５が両伝達突部の側面全面に当接して全ての径方向でほぼ均一な圧縮率で圧縮するよう設定されている。なお、上記とは逆に、ハブ側回転伝達突部１２をテーパ部を有する略台形にしても良い。

ストッパプレート８は、円板状であり、その円周にはリム部１３に圧入される圧入縁８ａが形成されている。

上記構成において、駆動側プーリ（図示せず）の回転によってベルト（図示せず）に移動力が作用すると、ベルト（図示せず）との摩擦力によって補機側プーリ１Ａのプーリ本体３に回転力が伝達される。すると、プーリ本体３の各本体側回転伝達突部１４が第１及び第２弾性体４，５を介してハブ２のハブ側回転伝達突部１２に回転を伝達する。このハブ２の回転によって補機側回転軸（図示せず）が回転される。

この回転伝達過程にあって、駆動側の回転に回転変動が発生すると、この回転変動に追従するようベルト（図示せず）は移動速度を変動させる。一方、補機側は慣性によって一定回転数で回転しようとするので、ベルト（図示せず）には張力の変動が生じることになる。しかし、プーリ本体３の回転に回転変動があると第１及び第２弾性体４，５が弾性変形してその回転変動を吸収しつつハブ２に回転を伝達する。

ここで、低トルク回転時には、図３に示すように、バネ定数の高い第２弾性体５はほとんど圧縮変形しないが、バネ定数の低い第１弾性体４が入力回転トルクに応じて圧縮変形する。従って、低トルク時に回転変動があると、第１弾性体４が圧縮変形によってその回転変動を吸収する。又、高トルク時には、図４に示すように、バネ定数の低い第１弾性体４が最大圧縮変形状態となり、伸縮しないが、バネ定数の高い第２弾性体５が入力回転トルクに応じて圧縮変形する。従って、高トルク回転時に回転変動があると、第２弾性体５が圧縮変形によってその回転変動を吸収する。つまり、補機側プーリ１Ａは、図６に示すように、入力回転トルクに対して入出力側の相対的捻れ角度特性を示し、回転トルクの高低のほぼ全域において回転変動を吸収する。以上により、補機側プーリ１Ａは、様々な入力モード時（低トルク時、高トルク時）における駆動側の回転変動に起因するベルト（図示せず）の張力変動を吸収でき、ベルト（図示せず）の耐久性を十分に向上させることができる。

この第１実施形態では、第１及び第２弾性体４，５は、それぞれ球体であるので、第１及び第２弾性体４，５を弾性体収容スペース１５に収容する際に、一定の収容方向がないため収容作業性が良い。又、第１及び第２弾性体４，５は、六面体、八面体などの正多面体であっても良い。

この第１実施形態では、各弾性体収容スペース１５に収容される第１及び第２弾性体４，５は、弾性体収容スペース１５内に隙間ｃを有する状態で収容されているので、第１及び第２弾性体４，５が隙間Ｃ分、弾性体が圧縮しやすくなるため、変動吸収率が向上する。

この第１実施形態では、ハブ側回転伝達突部１２及び本体側回転伝達突部１４は、図５に示すように、第１及び第２弾性体４，５を全ての径方向で均一な圧縮率で圧縮するよう設けられたので、圧縮変形を繰り返す第１及び第２弾性体４，５の耐久性が向上する。又、圧縮変形を繰り返す第１及び第２弾性体４，５のバネ定数の経時劣化を極力防止できる。

図７〜図９は本発明の第２実施形態を示し、図７は低トルク時（無トルク時を含む）における補機側プーリ１Ｂの正面図、図８は高トルク時における補機側プーリ１Ｂの正面図、図９は第１及び第２弾性体２０，２１が十分に圧縮変形した場合における補機側プーリ１Ｂの正面図である。

図７及び図８において、第２実施形態の補機側プーリ１Ｂは、前記第１実施形態のものと比較するに、第１弾性体２０と第２弾性体２１の形態が球体でなく四角形等である点が相違する。他の構成は、前記第１実施形態と同一であるため説明を省略し、図面の同一構成箇所には同一符号を付して明確化を図る。

この第２実施形態においても、低トルク回転時に回転変動があると、第１弾性体２０が弾性変形することによってベルト（図示せず）の張力変動が吸収される。高トルク回転時に回転変動があると、第２弾性体２１が弾性変形することによってベルト（図示せず）の張力変動が吸収される。以上より、補機側プーリ１Ｂは、様々な入力モード時（低トルク時、高トルク時）の回転変動を吸収でき、ベルト（図示せず）の耐久性を十分に向上させることができる。

この第２実施形態でも、ハブ側回転伝達突部１２及び本体側回転伝達突部１４は、図９に示すように、第１及び第２弾性体２０，２１を全ての径方向で均一な圧縮率で圧縮するよう設けられたので、圧縮変形を繰り返す第１及び第２弾性体２０，２１の耐久性が向上する。又、圧縮変形を繰り返す第１及び第２弾性体２０，２１のバネ定数の経時劣化を極力防止できる。

尚、前記第１及び第２実施形態では、ハブ側回転伝達突部１２の側面１２ａは、直径方向の仮想線Ｌ１に対して平行な方向に形成され、本体側回転伝達突部１４の側面１４ａは、直径方向の仮想線Ｌ２に対して傾斜する方向に形成されているが、反対に、本体側回転伝達突部１４の側面１４ａを直径方向の仮想線Ｌ２に対して平行な方向に、ハブ側回転伝達突部１２の側面１２ａを直径方向の仮想線Ｌ１に対して傾斜する方向にそれぞれ形成しても良い。又、ハブ側回転伝達突部１２の側面１２ａと本体側回転伝達突部１４の側面１４ａの双方を傾斜する方向に形成することにより、第１及び第２弾性体４，２０，５，２１が全ての径方向でほぼ均一な圧縮率で圧縮するようにしても良い。

尚、前記第１及び第２実施形態によれば、各弾性体収容スペース１５に第１及び第２弾性体４，２０，５，２１つまり、２種類の弾性体が収容されているが、バネ定数の異なる３種類以上の弾性体を収容するようにしても良い。このようにすれば、様々な入力モード時の回転変動を更に有効に吸収できる。

尚、前記第１及び第２実施形態によれば、本発明を補機側プーリ１Ａ，１Ｂに適用した場合を示したが、本発明はベルト（図示せず）の張力変動を吸収する必要があるプーリの全てに適用できることはもちろんである。

本発明の第１実施形態を示し、補機側プーリの分解斜視図である。 本発明の第１実施形態を示し、補機側プーリの要部断面図である。 本発明の第１実施形態を示し、低トルク時（無トルク時を含む）における正面図である。 本発明の第１実施形態を示し、高トルク時における正面図である。 本発明の第１実施形態を示し、第１及び第２弾性体が十分に圧縮変形した場合における正面図である。 本発明の第１実施形態を示し、補機側プーリの入力回転トルクとこれによる入出力側の相対的捻れ角度との特性線図である。 本発明の第２実施形態を示し、低トルク時（無トルク時を含む）における補機側プーリの正面図である。 本発明の第２実施形態を示し、は高トルク時における補機側プーリの正面図である。 本発明の第２実施形態を示し、第１及び第２弾性体が圧縮変形する場合の捻れ角度と回転トルクの関係を示す特性線図である。 従来例の補機側プーリの分解斜視図である。 従来例の補機側プーリの断面図である。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ 補機側プーリ（プーリ）
２ ハブ
３ プーリ本体
４ 第１弾性体（弾性体）
５ 第２弾性体（弾性体）
１２ ハブ側回転伝達突部
１４ 本体側回転伝達突部
１５ 弾性体収容スペース
２０ 第１弾性体（弾性体）
２１ 第２弾性体（弾性体）
ｃ 隙間

Claims (4)

1. 回転軸に固定されるハブと、このハブの外周に回転可能に設けられる筒状のプーリ本体と、該ハブから該回転軸を中心とする半径方向に向かって該プーリ本体近傍まで突出するハブ側回転伝達突部と、該プーリ本体から該回転軸に向かって該ハブ近傍まで突出する本体側回転伝達突部と、これらハブ側回転伝達突部と本体側回転伝達突部の間に形成された複数の弾性体収容スペース内にそれぞれ収容される弾性体とを備え、該プーリ本体と前記ハブ間の回転が前記弾性体を介して伝達されるプーリにおいて、
   前記各弾性体収容スペースには、バネ定数の異なる複数の弾性体が収容されたことを特徴とするプーリ。
2. 請求項１記載のプーリであって、
   前記各弾性体は、球体若しくは正多面体であることを特徴とするプーリ。
3. 請求項１又は請求項２記載のプーリであって、
   前記各弾性体収容スペースに収容される複数の弾性体は、前記弾性体収容スペース内に隙間を有する状態で収容されたことを特徴とするプーリ。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項記載のプーリであって、
   前記ハブ側回転伝達突部及び前記本体側回転伝達突部は、前記弾性体を全ての径方向でほぼ均一な圧縮率で圧縮するよう設けられたことを特徴とするプーリ。
   

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