JP2011080504A - プーリユニット - Google Patents

Abstract

【課題】プーリとプーリハブ間の軸受の耐久性を向上する。
【解決手段】プーリ１の内の軸受４により支持されたプーリハブ３に設けたフランジ７と止め輪８間に、プーリ１に回り止めされた固定カムディスク９と、軸方向に移動可能な可動カムディスク１０とを組込み、固定カムディスク９と可動カムディスク１０の間にトルクカム１４を設ける。可動カムディスク１０とフランジ７間に、プーリハブ３に回り止めされて、可動カムディスク１０との間で摩擦クラッチを形成する摩擦プレート３０と、摩擦プレート３０を可動カムディスク１０に向けて付勢する弾性部材４０を組込み、弾性部材４０の押圧力およびトルクカム１４の作動によって可動カムディスク１０に負荷される軸力の反力をフランジ７およびワッシャ１１で受る。固定カムディスク９と可動カムディスク１０間に回転角規制手段２０を設け、過大回転トルク負荷時のトルクカム１４の乗り上げを防止する。
【選択図】図１

Description

この発明は、主として、エンジンを駆動源とするオルタネータ等のエンジン補機の回転軸上に取付けて使用するプーリユニットに関する。

一般に、エンジンのクランクシャフトの回転をベルト伝動装置によってエンジン補機の回転軸に伝えるようにした補機駆動装置においては、エンジンを急減速した場合、エンジン補機の回転軸に取付けられたプーリも急減速しようとする。

このとき、エンジン補機がオルタネータの場合、そのオルタネータの回転軸は慣性力が大きいため、その回転軸に取付けられたプーリは一定の速度で回り続けようとし、クランクシャフト上のプーリとオルタネータの回転軸上のプーリとの間で大きな回転速度差が生じ、ベルトの張力が増大して破損し易くなる。

また、クランクシャフトは、エンジンの間歇的な気筒内燃焼や往復動するピストンの慣性力の影響を受けて１回転中に角速度が変動しており、その角速度の変動に起因してクランクシャフト上のプーリとベルトとの間で滑りが生じ、その滑りによってベルトが摩耗し、耐久性が低下することになる。

そのような不都合を解消するため、特許文献１では、エンジン補機の回転軸上に設けられるプーリ内に一方向ローラクラッチを組込んだクラッチ内蔵型プーリ装置を提案している。

上記のクラッチ内蔵型プーリ装置をエンジン補機の回転軸上に取付けることによって、プーリの回転速度がエンジン補機の回転軸の回転速度より低下すると、一方向ローラクラッチの係合が解除されてプーリがフリー回転するため、ベルトの張力増加を防止することができると共に、プーリとベルトの相互間における滑りを防止することができ、ベルトの耐久性の低下を抑制することができる。

ところで、上記のようなクラッチ内蔵型プーリ装置においては、一方向ローラクラッチがロック解除状態からロック状態に切換わる時、ローラが外輪と内輪の対向面に急激に噛み込むため、プーリの回転速度変動を効果的に吸収することができず、ベルト張力の低減効果は充分と言えない。

そのような不都合を解消するため、特許文献２に記載された動力伝達装置においては、プーリとロータ軸の対向面間にプーリに対して回り止めされ、軸方向に移動可能な第１環状レースと、ロータ軸に対して回転自在に支持された第２環状レースとを組込み、その第１環状レースをコイルばねの押圧により第２環状レースに向けて付勢し、第２環状レースの背面側に上記コイルばねの押圧により第２環状レースとロータ軸とをクラッチ接続する摩擦クラッチを設け、上記プーリに回転速度変動が生じた際に、第１環状レースと第２環状レースの対向面に形成した円弧状斜面のカム作用により第１環状レースを第２環状レースから離反する方向に移動させ、その第１環状レースの軸方向への移動とコイルばねの圧縮とによって上記回転速度変動を吸収するようにしている。

特開２００３−２３２４３３号公報 特開２００６−３８１８３号公報

ところで、特許文献２に記載された動力伝達装置においては、プーリとロータ軸とを相対的に回転自在に支持する転がり軸受により第２環状レースと摩擦クラッチとを軸方向に位置決めする構成であり、その転がり軸受によってコイルばねの押圧力を受けると共に、円弧状斜面のカム作用によって第１環状レースに負荷される軸方向力の反力を受けるようにしているため、転がり軸受の耐久性を低下させるという不都合がある。

この発明の課題は、プーリとプーリハブを相対的に回転自在に支持する軸受の耐久性の低下を抑制することができるようにした耐久性に優れたプーリユニットを提供することである。

上記の課題を解決するために、この発明においては、プーリとその内側に組込まれたプーリハブを、その両部材の一方の端部間に組込まれた軸受によって相対的に回転自在に支持し、前記プーリハブの外径面に２つの突出部を軸方向に間隔をおいて設け、その２つの突出部間に、前記プーリに回り止めされ、一方の突出部によって軸方向外方への移動が阻止される固定カムディスクと、プーリハブに対して回転可能に、かつ、軸方向に移動可能に支持された可動カムディスクとを組込み、その固定カムディスクと可動カムディスクの対向面間に、両カムディスクの一方向への相対回転により可動カムディスクを固定カムディスクから離反する方向に移動させ、他方向への相対回転時に前記両カムディスクを回転方向に係合させるトルクカムを設け、前記可動カムディスクと他方の突出部間に、前記プーリハブに対して回り止めされ、可動カムディスクとの間で摩擦クラッチを形成する軸方向に移動可能な摩擦プレートと、前記可動カムディスクが固定カムディスクから離反する移動時に摩擦プレートで押されて弾性変形して摩擦クラッチを結合状態とする弾性部材を組込み、前記固定カムディスクと可動カムディスクの相互間に、その固定カムディスクと可動カムディスクとが一定角度以上に相対回転するのを阻止する回転角規制手段を設けた構成を採用したのである。

上記の構成からなるプーリユニットにおいて、プーリの回転停止状態では、可動カムディスクと摩擦プレートで形成される摩擦クラッチは滑りが生じる結合解除状態にある。

上記の状態からプーリに正回転方向の回転トルクが入力されると、固定カムディスクと可動カムディスクが一方向に相対回転する。その相対回転によりトルクカムが作用し、可動カムディスクが固定カムディスクから離反する方向に移動する。また、摩擦プレートも可動カムディスクと共に移動して弾性部材を弾性変形させる。その弾性部材の弾性変形によって摩擦プレートは可動カムディスクに強く押し付けられることになり、その摩擦プレートと可動カムディスクとで形成される摩擦クラッチが結合状態となる。

このため、プーリの回転は、固定カムディスクからトルクカムを介して可動カムディスクに伝達されると共に、その可動カムディスクから摩擦プレートを介してプーリハブに伝達されて、プーリハブがプーリと同方向に回転する。

プーリからプーリハブへの回転伝達状態において、プーリに回転変動が生じると、固定カムディスクと可動カムディスクが相対回転し、トルクカムが作用して可動カムディスクが軸方向に移動し、摩擦プレートからの押圧により弾性部材が弾性変形する。その弾性部材の弾性変形によってプーリの回転変動が吸収され、プーリハブにその回転変動が伝達されるのが防止されると共に、摩擦クラッチは結合状態に維持される。

また、プーリが停止すると、慣性力によるプーリハブの回転によりトルクカムは可動カムディスクの押圧を解除する状態に戻り、弾性部材は伸張して押圧力が弱くなり、可動カムディスクと摩擦プレートとで形成される摩擦クラッチは結合解除状態となって、その可動カムディスクと摩擦プレートの接触部で滑りが生じ、プーリハブは慣性力によって回転を継続する。

このように、プーリに回転変動が生じると、弾性部材が弾性変形してプーリの回転変動を吸収し、また、プーリが停止すると、可動カムディスクと摩擦プレートの接触部で滑りが生じてプーリハブは慣性力によって回転を継続するため、ベルトの張力が急激に増大するというようなことはなく、また、プーリとベルトの相互間でスリップが生じるという不都合の発生はない。

ここで、プーリに過大なトルクが入力されると、上記と同様に、固定カムディスクと可動カムディスクが一方向に相対回転して、トルクカムの作用により、可動カムディスクが固定カムディスクから離反する方向に移動して摩擦クラッチが結合状態とされる。その結合状態において、さらに大きなトルクがプーリとプーリハブ間に作用すると、回転角規制手段が作用して、固定カムディスクと可動カムディスクとが相対回転するのを阻止する。

このため、トルクカムに乗り上げが生じるという不都合の発生はなく、プーリユニットを常に正常に作動させることができ、また、弾性部材が過剰に弾性変形して耐久性が低下するのを防止することができる。

ここで、プーリハブの外径面に可動カムディスクの軸方向の移動量をトルクカムによって移動される可動カムディスクの最大移動量の範囲内に規制するストッパを設けると、トルクカムの乗り上げを防止し、弾性部材の過大な撓みによる耐久性の低下を抑制することができるが、この場合、可動カムディスクがストッパに当接した後、さらに、大きなトルクがかかると、トルクカムのトルク伝達面の面圧が急激に高くなって、上記トルク伝達面に塑性変形を生じるおそれがある。

上記のように、固定カムディスクと可動カムディスクの相互間に、その固定カムディスクと可動カムディスクとが一定角度以上に相対回転するのを阻止する回転角規制手段を設けておくことによって、固定カムディスクと可動カムディスクとが相対的に一定角度回転すると、回転角規制手段が作動して両カムディスクが一体に回転するため、トルクカムのトルク伝達面の面圧が異常に上昇することがなく、トルク伝達面の塑性変形を防止することができる。

上記回転角規制手段として、固定カムディスクと可動カムディスクの対向面の一方に突出部を設け、その突出部を他方に設けられた円弧状の凹部内に挿入し、その凹部の周方向の一端面に対する突出部の当接によって固定カムディスクと可動カムディスクの相対的な回転角を規制するようにしたものを採用することができる。

この発明に係るプーリユニットにおいて、トルクカムは、周方向に下り勾配を持って傾斜する傾斜カム面およびその傾斜カム面の低所端に連続して形成された係合面を溝底に有し、前記傾斜カム面の勾配が逆向きとなるよう固定カムディスクと可動カムディスクの対向面それぞれに形成された対向一対のカム溝と、その対向一対のカム溝間に組込まれたボールまたはローラとからなるものであってもよく、あるいは、周方向に下り勾配をもって傾斜する傾斜カム面およびその傾斜カム面の低所端に連続して形成された係合面を溝底に有するカム溝と、そのカム溝に適合するカム突起とからなるものであってもよい。

ここで、固定カムディスクと一方の突出部間に、プーリハブに対して回り止めされた第２の摩擦プレートを設けると、プーリからの伝達トルクを２枚の摩擦プレートのそれぞれからプーリハブに伝達することができるため、摩擦プレート１つ当たりの伝達動力の低減化を図ることができ、摩擦プレートの摩耗や焼付きの防止に効果を挙げることができる。

また、トルクカムの伝達トルクも小さくできるため、接触部の面圧を低減し、耐久性の低下を抑制することができる。さらに、可動カムディスクから弾性部材に負荷される荷重も低減するため、弾性部材の耐久性の低下も抑制することができる。

さらに、摩擦クラッチを形成する可動カムディスクと摩擦プレートの対向面における少なくとも一方、および、固定カムディスクと第２の摩擦プレートの対向面における少なくとも一方に摩擦材を接着しておくと、各接触部での摩擦係数を高めることができるため、伝達トルクの容量を増加させることができる。また、逆に、摩擦プレートに負荷する押圧力の低減を図り、摩擦プレートの耐久性の低下を抑制することができる。このとき、摩擦材の代わりに摩擦プレートを多板にして伝達トルクの容量を増加させても良い。また、摩擦プレート同士が当接する表面に油潤滑剤を排出するための溝を設けても良い。溝を設けることで、過剰な潤滑剤が摩擦面に付着するのを防ぎ、摩擦クラッチのすべりを抑制できる。

また、固定カムディスクの内径面とプーリハブの外径面間にラジアル軸受を組込み、あるいは、一方の突出部と固定カムディスクの対向面間に軸受保持部材を設け、その軸受保持部材の外径面とプーリの内径面間にラジアル軸受を組込むと、そのラジアル軸受とプーリの一端部に設けられた軸受のそれぞれによってプーリに負荷されるラジアル荷重を受けることができるため、荷重支持の安定化を図ることができる。

上記のように、この発明においては、プーリハブの外径面に形成された２つの突出部によって可動カムディスクに摩擦プレートを押し付ける弾性部材の押圧力やトルクカムの作用によって可動カムディスクに負荷される軸方向力を受けるようにしたので、プーリとプーリハブとを相対的に回転自在に支持する軸受に上記押圧力や軸方向力が負荷されるようなことがなく、軸受の耐久性の低下を抑制することができる。

また、固定カムディスクと可動カムディスクの相互間に、その固定カムディスクと可動カムディスクとが一定角度以上に相対回転するのを阻止する回転角規制手段を設けたことによって、プーリに対する過大トルクの入力時、固定カムディスクと可動カムディスクは一定角度相対回転した後、一体に回転するため、トルクカムに乗り上げが生じるのを防止することができると共に、トルクカムのトルク伝達面に塑性変形が生じるのを防止することができる。

この発明に係るプーリユニットの実施の形態を示す縦断正面図 図１のII−II線に沿った断面図 図１のIII−III線に沿った断面図 図１の一部分を拡大して示す断面図 図４に示すトルクカムの作動状態を示す断面図 （ａ）は、図１に示すトルクカムの断面図、（ｂ）は、トルクカムの作動状態を示す断面図 （ｃ）は、回転角規制手段の他の例を示す断面図、（ｄ）は、（ｃ）に示す固定カムディスクの右側面図、（ｅ）は、（ｃ）に示す可動カムディスクの左側面図 （ｆ）は、回転角規制手段のさらに他の例を示す断面図、（ｇ）は、（ｆ）に示す固定カムディスクの右側面図、（ｈ）は、（ｆ）に示す可動カムディスクの左側面図 （ｉ）は、回転角規制手段のさらに他の例を示す断面図、（ｊ）は、（ｉ）に示す固定カムディスクの右側面図、（ｋ）は、（ｉ）に示す可動カムディスクの左側面図 回転角規制手段のさらに他の例を示し、（ｌ）は、固定カムディスクの右側面図、（ｍ）は、可動カムディスクの左側面図、（ｎ）は、固定カムディスクと可動カムディスクを対向させた状態での断面図 （ｏ）は、トルクカムの他の例を示す断面図、（ｐ）は、トルクカムの作動状態を示す断面図 この発明に係るプーリユニットの他の実施の形態を示す縦断正面図

以下、この発明の実施の形態を図面に基いて説明する。図１に示すように、プーリ１は複列のＶ溝２を外周面に有し、その内側にはプーリハブ３が組込まれている。プーリ１とプーリハブ３は、その対向する一端部間に組込まれた片シール付きの軸受４によって相対的に回転自在に支持されている。

プーリ１の他端部内周にはシール部材５の外周部が圧入され、そのシール部材５の内周部に形成されたリップ６がプーリハブ３の他端部外周に弾性接触し、そのシール部材５によってプーリ１の他端部開口が閉塞され、内部に異物が侵入するのが防止されている。

プーリハブ３の外径面の一端部には軸受４を軸方向に位置決めする突出部としてのフランジ７が設けられている。また、プーリハブ３の他端部外周には突出部としての止め輪８が取り付けられている。

図４に示すように、フランジ７と止め輪８間には、固定カムディスク９と可動カムディスク１０が組込まれ、その固定カムディスク９と止め輪８間にワッシャ１１が組込まれている。

固定カムディスク９は、スプライン１２の嵌合によってプーリ１に回り止めされて、そのプーリ１と一体に回転するようになっている。固定カムディスク９および可動カムディスク１０とプーリハブ３の嵌合面間には針状ころ軸受からなるラジアル軸受１３が組込まれ、そのラジアル軸受１３は、前記軸受４とでプーリ１に負荷されるラジアル荷重を支持するようになっている。

可動カムディスク１０は、上記ラジアル軸受１３によって回転自在に、かつ、軸方向に移動自在に支持され、その可動カムディスク１０と固定カムディスク９の対向面間にトルクカム１４が設けられている。

図２、図３および図６に示すように、トルクカム１４は、固定カムディスク９と可動カムディスク１０の対向面それぞれに形成された対向一対のカム溝１５、１６と、そのカム溝１５、１６間に組込まれたボール１７とからなる。

対向一対のカム溝１５，１６は、周方向に下り勾配をもって傾斜する傾斜カム面１５ａ、１６ａと、その傾斜カム面１５ａ、１６ａの低所端に連続する円弧状の係合面１５ｂ、１６ｂを溝底に有し、上記傾斜カム面１５ａ、１６ａの勾配が逆向きとなるようにして固定カムディスク９と可動カムディスク１０の対向面それぞれに形成されている。

トルクカム１４は、固定カムディスク９と可動カムディスク１０の一方向への相対回転時に、傾斜カム面１５ａ、１６ａに沿ってのボール１７の転がり移動により可動カムディスク１０を固定カムディスク９から離反する方向に移動させるようになっている。また、固定カムディスク９と可動カムディスク１０の他方向への相対回転時に、ボール１７を係合面１５ｂ、１６ｂに係合させて、固定カムディスク９と可動カムディスク１０を回転方向に係合させるようになっている。

図２乃至図４に示すように、固定カムディスク９と可動カムディスク１０の相互間には、その固定カムディスク９と可動カムディスク１０とが一定角度以上に相対回転するのを阻止する回転角規制手段２０が設けられている。

回転角規制手段２０は、固定カムディスク９の可動カムディスク１０と対向する面の外周部に突出部としての突片２１を設け、その突片２１を可動カムディスク１０の外径面に形成された凹部としての凹段部２１に挿入し、その凹段部２１の周方向の一端面に対する突片２１の当接により、固定カムディスク９と可動カムディスク１０とが一定角度以上に相対回転するのを阻止するようにしている。

図４に示すように、可動カムディスク１０とフランジ７間には、上記可動カムディスク１０との間で摩擦クラッチを形成する摩擦プレート３０が組込まれている。摩擦プレート３０は、プーリハブ３との嵌合面間に形成されたスプライン３１の嵌合によりプーリハブ３に回り止めされて、プーリハブ３と一体に回転するようになっている。

摩擦プレート３０には、可動カムディスク１０と対向する面に非金属材料を主体とする摩擦材３２が接着による手段によって固着されている。なお、摩擦材３２は可動カムディスク１０にのみ設けるようにしてもよく、摩擦プレート３０と可動カムディスク１０の両方に設けるようにしてもよい。このとき、摩擦材の代わりに、摩擦プレートを多板にして伝達トルクの容量を増加させてもよい。また、摩擦プレートの表面に油潤滑剤を排出するための溝を設けても良い。溝を設けることで、過剰な潤滑剤が摩擦面に付着するのを防ぎ、摩擦クラッチのすべりを抑制できる。

摩擦プレート３０とフランジ７間には弾性部材４０が組込まれている。弾性部材４０として、ここでは皿ばねが採用されている。弾性部材４０は、可動カムディスク１０が固定カムディスク９から離反する軸方向への移動時に摩擦プレート３０により押圧されて弾性変形し、その弾性変形により摩擦プレート３０が可動カムディスク１０に押し付けられ、摩擦クラッチが結合状態に切り換えられる。

実施の形態で示すプーリユニットは上記の構造からなり、エンジン補機としてのオルタネータの駆動に際しては、そのオルタネータの回転軸にプーリハブ３を嵌合して回り止めし、そのプーリユニットのプーリ１とエンジンのクランクシャフトに取付けられたプーリ間にベルトを掛け渡して、クランクシャフトの回転がプーリ１に伝達されるようにする。

上記のような使用状態において、プーリ１の回転停止状態では、図６（ａ）に示すように、ボール１７はカム溝１５、１６の係合面１５ｂ、１６ｂに係合しており、可動カムディスク１０と摩擦プレート３０で形成される摩擦クラッチは結合解除状態にある。

上記の状態からプーリ１に正回転方向（順方向）の回転トルクが入力されると、固定カムディスク９と可動カムディスク１０が、図６（ａ）の矢印で示す方向に相対回転する。その両カムディスク９、１０の一方向への相対回転により、図６（ｂ）に示すように、ボール１７はカム溝１５、１６の傾斜カム面１５ａ、１６ａに沿って転がり移動し、可動カムディスク１０に軸方向の押圧力が負荷されて、可動カムディスク１０が固定カムディスク９から離反する方向に移動する。

図５は、可動カムディスク１０の移動状態を示し、上記可動カムディスク１０の移動によって弾性部材４０が弾性変形し、可動カムディスク１０と摩擦プレート３０の接触圧が高くなり、摩擦クラッチは結合状態となる。

このため、プーリ１の回転は、固定カムディスク９からトルクカム１４を介して可動カムディスク１０に伝達されると共に、その可動カムディスク１０から摩擦プレート３０を介してプーリハブ３に伝達され、プーリハブ３がプーリ１と同方向に回転する。

プーリハブ３への回転トルクの伝達状態において、クランクシャフトの角速度の変化によりプーリ１に回転変動が生じると、固定カムディスク９と可動カムディスク１０が相対回転する。

このとき、クランクシャフトの角速度の変化によるプーリ１の回転変動は比較的小さいため、ボール１７は傾斜カム面１５ａ、１６ａに沿って転がり移動する。その転がり移動によって可動カムディスク１０が軸方向に移動し、その可動カムディスク１０と共に移動する摩擦プレート３０からの押圧により弾性部材４０が弾性変形する。その弾性部材４０の弾性変形によってプーリの回転変動が吸収され、プーリハブ３にその回転変動が伝達されるのが防止される。また、摩擦クラッチは結合状態に維持される。

エンジンを急減速し、あるいは、停止すると、オルタネータの回転軸は慣性力が大きいため、プーリハブ３は回転を続けようとする。慣性力によるプーリハブ３の回転により、可動カムディスク１０は固定カムディスク９に対して図６（ｂ）の矢印で示す方向に相対回転し、ボール１７は、図６（ａ）に示すように
係合面１５ｂ、１６ｂに係合する。また、可動カムディスク１０は固定カムディスク９に向けて移動し、その可動カムディスク１０の移動によって弾性部材４０は伸張して押圧力が弱くなり、可動カムディスク１０と摩擦プレート３０とで形成される摩擦クラッチは結合解除状態となって、その可動カムディスク１０と摩擦プレート３０の接触部で滑りが生じ、プーハブ３は慣性力によって回転を継続する。

このように、プーリ１に回転変動が生じると、弾性部材４０が弾性変形してプーリ１の回転変動を吸収し、また、プーリ１が急減速し、あるいは、停止すると、可動カムディスク１０と摩擦プレート３０の接触部で滑りが生じてプーリハブ３は慣性力によって回転を継続する。このため、ベルトの張力が急激に増大するというようなことはなく、また、プーリ１とベルトの相互間でスリップが生じるという不都合の発生はない。

また、弾性部材４０の押圧力やトルクカム１４の作動によって発生する軸方向力はフランジ７と止め輪８で受けられて、軸受４に負荷されることがなく、また、トルクカム１４の作動によって軸方向に移動する可動カムディスク１０はラジアル軸受１３上を滑り移動するため、そのラジアル軸受１３にも大きな軸方向力が負荷されることもない。このため、軸受４やラジアル軸受１３が破損するようなことは極めて少なく、耐久性に優れたプーリユニットを得ることができる。

ここで、プーリ１に過大なトルクが入力されると、上記と同様に、固定カムディスク９と可動カムディスク１０が一方向に相対回転して、トルクカム１４の作用により、可動カムディスク１０が固定カムディスク９から離反する方向に移動して摩擦クラッチが結合状態とされる。その結合状態において、さらに大きなトルクがプーリ１とプーリハブ３間に作用すると、突片２１が凹段部２２の周方向の一端面に当接する。その当接によって固定カムディスク９と可動カムディスク１０とが相対回転するが防止され、固定カムディスク９と可動カムディスク１０が一体に回転する。

このため、ボール１７がカム溝１５、１６から抜け出して固定カムディスク９と可動カムディスク１０の対向面上に乗り上げ、脱落するのが防止される。このため、プーリユニットを常に正常に作動させることができ、また、弾性部材４０が過剰に弾性変形して耐久性が低下するのを防止することができる。

ここで、プーリハブ３の外径面に可動カムディスク１０の軸方向の移動量をトルクカム１４によって移動される可動カムディスク１０の最大移動量の範囲内に規制するストッパを設けておくと、ボール１７の乗り上げを防止し、弾性部材４０の過大な撓みによる耐久性の低下を抑制することができる。しかし、この場合、可動カムディスク１０がストッパに当接した後、さらに、大きなトルクがかかると、ボール１７とカム溝１５、１６の接触部の面圧が急激に高くなって、その接触部に塑性変形を生じることにある。

上記のように、固定カムディスク９と可動カムディスク１０の相互間に、その固定カムディスク９と可動カムディスク１０とが一定角度以上に相対回転するのを阻止する回転角規制手段２０を設けておくことによって、固定カムディスク９と可動カムディスク１０が相対的に一定角度回転すると、回転角規制手段２０が作動して、両カムディスク９、１０が一体に回転するため、ボール１７とカム溝１５、１６の接触部の塑性変形を防止することができる。

図４では、回転角規制手段２０として、固定カムディスク９の可動カムディスク１０と対向する面の外周部に設けられた突片２１と、可動カムディスク１０の外径面に形成された凹段部２１とからなるものを示したが、回転角規制手段２０はこれに限定されるものではない。

図７乃至図１１は、回転角規制手段２０の他の例を示す。図７（ｃ）乃至（ｅ）に示す回転角規制手段２０においては、固定カムディスク９の可動カムディスク１０に対向する面の内周部に突片２３を設け、その突片２３を可動カムディスク１０の内径面に形成された凹段部２４に挿入し、その凹段部２４の周方向の一端面に対する突片２３の当接によって固定カムディスク９と可動カムディスク１０とが一定角度以上に相対回転するのを防止するようにしている。

図８（ｆ）乃至（ｈ）に示す回転角規制手段２０においては、可動カムディスク１０の固定カムディスク９に対向する面の外周部に突片２５を設け、その突片２５を固定カムディスク９の外径面に形成された凹段部２６に挿入し、その凹段部２６の周方向の一端面に対する突片２５の当接によって固定カムディスク９と可動カムディスク１０とが一定角度以上に相対回転するのを防止するようにしている。

なお、図では省略したが、上記突片２５を可動カムディスク１０の固定カムディスク９に対向する面の内周部に設け、凹段部２６を固定カムディスク９の内径面に形成してもよい。

図９（ｉ）乃至（ｋ）に示す回転角規制手段２０においては、固定カムディスク９の可動カムディスク１０に対向する面に突出部としてのピン２７を突設し、一方、可動カムディスク１０の固定カムディスク９に対向する面に、その可動カムディスク１０の軸心を中心とする円弧状の溝２８を形成し、その溝２８にピン２７を挿入し、溝２８の周方向一端に対するピン２７の当接により、固定カムディスク９と可動カムディスク１０とが一定角度以上に相対回転するのを防止するようにしている。

なお、ピン２７を可動カムディスク１０に設け、溝２８を固定カムディスク９に形成するようにしてもよい。

図１０（ｌ）乃至（ｎ）に示す回転角規制手段２０においては、固定カムディスク９の可動カムディスク１０に対向する面に、その固定カムディスク９の軸心上に中心を有する凹部としての円弧状のボール溝２９ａを形成し、可動カムディスク１０の固定カムディスク９に対向する面に半球状の窪み２９ｂを設け、その窪み２９ｂと上記ボール溝２９ａの対向部間に突出部としてのボール２９ｃを組み込んで、上記窪み２９ｂによりボール２９ｃを保持し、上記ボール溝２９ａの周方向の一端に対するボール２９ｃの当接により、固定カムディスク９と可動カムディスク１０とが一定角度以上に相対回転するのを防止するようにしている。

なお、可動カムディスク１０にボール溝を形成し、固定カムディスク９に窪みを設けるようにしてもよい。

図６では、トルクカム１４として、カム溝１５、１６とボール１７から成るものを示したが、ボール１７の代わりにローラからなるものであってもよい。また、図１１（ｏ）に示すように、固定カムディスク９に、周方向に下り勾配をもって傾斜する傾斜カム面１８ａと、その傾斜カム面１８ａの低所端に連続して形成されて軸方向に向く係合面１８ｂを溝底に有するカム溝１８を形成し、可動カムディスク１０に、そのカム溝１８に適合するカム突起１９を設けた構成からなるものであってもよい。この場合、固定カムディスク９にカム突起を設け、可動カムディスク１０にカム溝を形成するようにしてもよい。図１１（ｐ）はトルクカム１４の作動状態を示している。

図１２は、この発明に係るプーリユニットの他の実施の形態を示す。この実施の形態においては、止め輪８と固定カムディスク９との間に軸受保持部材５０と第２の摩擦プレート５１を組込み、上記軸受保持部材５０の外径面とプーリ１の内径面間にラジアル軸受５２を組込んでいる点でのみ図１に示すプーリユニットと相違している。このため、図１に示すプーリユニットと同一の部品には同一の符号を付して説明を省略する。

ここで、軸受保持部材５０はプーリハブ３に対して回転自在に支持され、一方、第２の摩擦プレート５１は、プーリハブ３との嵌合面間に形成されたスプライン５３の嵌合によってプーリハブ３に回り止めされている。また、固定カムディスク９の第２の摩擦プレート５１に対する対向面に非金属材料を主体とする摩擦材５４を接着して、対向面での摩擦係数を高めている。なお、摩擦材の代わりに摩擦プレートを多板にして伝達トルクの容量を増加させても良い。また、摩擦プレートの表面に油潤滑剤を排出するための溝を設けても良い。溝を設けることで、過剰な潤滑剤が摩擦面に付着するのを防ぎ、摩擦クラッチのすべりを抑制できる。

図１２に示すように、第２の摩擦プレート５１を設けることにより、プーリ１からの伝達トルクを２枚の摩擦プレート３０、５１のそれぞれからプーリハブ３に伝達することができるため、摩擦プレート１つ当たりの伝達動力の低減化を図ることができ、摩擦プレート３０、５１の摩耗や焼付きの防止に効果を挙げることができる。

また、トルクカム１４の伝達トルクも小さくできるため、可動カムディスク１０と摩擦プレート３０の接触部の面圧を低減し、耐久性の低下を抑制することができる。さらに、可動カムディスク１０から弾性部材４０に負荷される荷重も低減するため、弾性部材４０の耐久性の低下も抑制することができる。

１ プーリ
３ プーリハブ
４ 軸受
７ フランジ（突出部）
８ 止め輪（突出部）
９ 固定カムディスク
１０ 可動カムディスク
１３ ラジアル軸受
１４ トルクカム
１５ カム溝
１５ａ 傾斜カム面
１５ｂ 係合面
１６ カム溝
１６ａ 傾斜カム面
１６ｂ 係合面
１７ ボール
１８ カム溝
１８ａ 傾斜カム面
１８ｂ 係合面
１９ カム突起
２０ 回転角規制手段
２１ 突片（突出部）
２２ 凹段部（凹部）
２３ 突片（突出部）
２４ 凹段部（凹部）
２５ 突片（突出部）
２６ 凹段部（凹部）
２７ ピン（突出部）
２８ 溝（凹部）
２９ａ ボール溝（凹部）
２９ｂ 窪み
２９ｃ ボール（突出部）
３０ 摩擦プレート
３２ 摩擦材
４０ 弾性部材
５０ 軸受保持部材
５１ 第２の摩擦プレート
５２ ラジアル軸受

Claims (13)

1. プーリとその内側に組込まれたプーリハブを、その両部材の一方の端部間に組込まれた軸受によって相対的に回転自在に支持し、前記プーリハブの外径面に２つの突出部を軸方向に間隔をおいて設け、その２つの突出部間に、前記プーリに回り止めされ、一方の突出部によって軸方向外方への移動が阻止される固定カムディスクと、プーリハブに対して回転可能に、かつ、軸方向に移動可能に支持された可動カムディスクとを組込み、その固定カムディスクと可動カムディスクの対向面間に、両カムディスクの一方向への相対回転により可動カムディスクを固定カムディスクから離反する方向に移動させ、他方向への相対回転時に前記両カムディスクを回転方向に係合させるトルクカムを設け、前記可動カムディスクと他方の突出部間に、前記プーリハブに対して回り止めされ、可動カムディスクとの間で摩擦クラッチを形成する軸方向に移動可能な摩擦プレートと、前記可動カムディスクが固定カムディスクから離反する移動時に摩擦プレートで押されて弾性変形して摩擦クラッチを結合状態とする弾性部材を組込み、前記固定カムディスクと可動カムディスクの相互間に、その固定カムディスクと可動カムディスクとが一定角度以上に相対回転するのを阻止する回転角規制手段を設けたプーリユニット。
2. 前記回転角規制手段が、固定カムディスクと可動カムディスクの対向面の一方に設けられた突出部と、他方に設けられて前記突出部が挿入され、ディスクの軸心に中心を有する円弧状の凹部からなる請求項１に記載のプーリユニット。
3. 前記突出部が、対向面の一方に一体に形成された突片からなり、前記凹部が、一方のディスクの外径面または内径面に設けられて前記対向面の他方で開口する凹段部からなる請求項２に記載のプーリユニット。
4. 前記突出部がピンからなり、前記凹部が、円弧状の溝からなる請求項２に記載のプーリユニット。
5. 前記突出部が、対向面の一方に形成された半球状窪みに嵌合保持されたボールからなり、前記凹部が、断面円弧状のボール溝からなる請求項２に記載のプーリユニット。
6. 前記トルクカムが、周方向に下り勾配を持って傾斜する傾斜カム面およびその傾斜カム面の低所端に連続して形成された係合面を溝底に有し、前記傾斜カム面の勾配が逆向きとなるよう固定カムディスクと可動カムディスクの対向面それぞれに形成された対向一対のカム溝と、その対向一対のカム溝間に組込まれたボールまたはローラとからなる請求項１乃至５のいずれかの項に記載のプーリユニット。
7. 前記トルクカムが、周方向に下り勾配をもって傾斜する傾斜カム面およびその傾斜カム面の低所端に連続して形成された係合面を溝底に有するカム溝と、そのカム溝に適合するカム突起とからなる請求項１乃至５のいずれかの項に記載のプーリユニット。
8. 前記固定カムディスクと一方の突出部間に第２の摩擦プレートを設け、その第２の摩擦プレートをプーリハブに回り止めした請求項１乃至７のいずれかの項に記載のプーリユニット。
9. 前記摩擦クラッチを形成する可動カムディスクと摩擦プレートの対向面における少なくとも一方に摩擦材を接着した請求項１乃至８のいずれかの項に記載のプーリユニット。
10. 前記摩擦クラッチを形成する可動カムディスクと摩擦プレートの対向面に摩擦材を使用せずに摩擦プレートを多板にすることで伝達トルクの容量を増加させた請求項１乃至８のいずれかの項に記載のプーリユニット。
11. 前記摩擦プレートの表面に油潤滑剤を排出するための溝を設けたことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかの項に記載のプーリユニット。
12. 前記固定カムディスクの内径面とプーリハブの外径面間にラジアル軸受を組込んだ請求項１乃至１１のいずれかの項に記載のプーリユニット。
13. 前記一方の突出部と固定カムディスクの対向面間に軸受保持部材を設け、その軸受保持部材の外径面とプーリの内径面間にラジアル軸受を組込んだ請求項１乃至１２のいずれかの項に記載のプーリユニット。

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