JP2013057386A

JP2013057386A - 回転変動吸収クランクプーリ

Info

Publication number: JP2013057386A
Application number: JP2011197038A
Authority: JP
Inventors: Tetsuji Morita; 哲司森田
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2011-09-09
Filing date: 2011-09-09
Publication date: 2013-03-28
Anticipated expiration: 2031-09-09
Also published as: JP5757467B2

Abstract

【課題】良好なトルク伝達機能および回転変動吸収機能を発揮するとともに、カップリング機構の捩り方向バネ定数を低く設定しても弾性部材の変形が小さく、よって弾性部材が破損するのを抑制することができる回転変動吸収クランクプーリを提供する。
【解決手段】駆動軸に発生する回転変動を吸収すべくハブとプーリを弾性部材を介して連結してなる回転変動吸収クランクプーリであって、ハブと弾性部材の間に、第１および第２摺動部材の組み合わせよりなる摺動部を備えるトルク伝達機構が設けられている。第２摺動部材には摺動面およびストッパ面が設けられている。通常トルク入力時は、第１および第２摺動部材が摺動し、そのとき発生する摺動抵抗により第１摺動部材から第２摺動部材へトルクを伝達し、過大トルク入力時は、第１摺動部材がストッパ面に当接した状態で第１摺動部材から第２摺動部材へトルクを伝達する。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車エンジンのクランクシャフト等の駆動軸から各種の補機等の他の回転装置へ無端ベルトを介して回転トルクを伝達する際に、前記駆動軸に発生する回転変動（トルク変動）を吸収する機能を発揮する回転変動吸収クランクプーリに関する。本発明の回転変動吸収クランクプーリは例えば、自動車関連の分野で用いられ、またはその他の分野で用いられる。

従来から図５に示すように、クランクシャフト等の駆動軸（図示せず）に発生する回転変動を吸収すべくハブ６２とプーリ６３を弾性部材（カップリングゴム）６４を介して連結してなる回転変動吸収クランクプーリ６１が知られている（特許文献１参照）。

上記従来のクランクプーリ６１は、弾性部材６４の弾性により駆動軸の回転変動を吸収し、無端ベルト（図示せず）への振動伝達を抑制するものであるが、エンジン等の駆動源（図示せず）を起動停止する際に弾性部材６４の共振点を通過することから、このとき駆動軸の回転変動を増大させてプーリ６３に大きな回転振動を与え、無端ベルトとプーリ６３間に急激なトルク変動が作用し、ベルトをスリップさせる問題がある。また、駆動軸の常用回転域でも急激なトルク変動が発生した場合には同様にベルトがスリップする問題がある。ベルトのスリップ現象が発生するとこれに伴い異音（ベルト鳴き）が発生する不具合の他に、ベルトの耐久性を低下させ、走行に支障を来たす等の重大な不具合が想定される。ベルトのスリップ現象は、弾性部材６４の捩り方向バネ定数を低く設定することで抑制されるが、この場合には、弾性部材６４の耐久性が低下し、弾性部材６４が破損しやすくなる。

特開２００７−１０７６３７号公報（図８）特表２０１１−５１４４９５号公報

本発明は以上の点に鑑みて、良好なトルク伝達機能および回転変動吸収機能を発揮するとともに、カップリング機構の捩り方向バネ定数を低く設定しても弾性部材の変形が小さく、よって弾性部材が破損するのを抑制することができる回転変動吸収クランクプーリを提供することを目的とする。またこれに加えて、バックラッシュを吸収する機能を備える回転変動吸収クランクプーリを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１による回転変動吸収クランクプーリは、駆動軸に発生する回転変動を吸収すべくハブとプーリを弾性部材を介して連結してなる回転変動吸収クランクプーリであって、前記ハブと前記弾性部材の間に、摺動部を備えるトルク伝達機構が設けられ、前記摺動部を備えるトルク伝達機構は、前記ハブに立設したピン状の摺動部材保持部に保持された第１摺動部材と、前記弾性部材の内周側または外周側に保持された第２摺動部材とが径方向に向き合って円周方向に摺動する構造とされ、前記第２摺動部材は、前記第１摺動部材が前記第２摺動部材に対し軸正回転方向に相対変位したときに相対変位角度が大きくなるのに伴って径方向の接触代が大きくなる形状の摺動面を有するとともに、前記第１摺動部材が前記第２摺動部材に対し軸正回転方向に所定角度まで相対変位したときに前記第１摺動部材が当接することによりそれ以上の相対変位を規制するストッパ面を併せ有し、通常トルク入力時は、前記第１および第２摺動部材が摺動し、そのとき発生する摺動抵抗により前記第１摺動部材から前記第２摺動部材へトルクを伝達し、過大トルク入力時は、前記第１摺動部材が前記ストッパ面に当接した状態で前記第１摺動部材から前記第２摺動部材へトルクを伝達することを特徴とする。

また、本発明の請求項２による回転変動吸収クランクプーリは、上記した請求項１記載のクランクプーリにおいて、前記第２摺動部材は、前記第１摺動部材が前記第２摺動部材に対し軸反対回転方向に相対変位したときに相対変位角度が大きくなっても径方向の接触代が大きくならない形状の反転側摺動面を有するとともに、前記第１摺動部材が前記第２摺動部材に対し軸反対回転方向に所定角度まで相対変位したときに前記第１摺動部材が当接することによりそれ以上の相対変位を規制する反転側ストッパ面を併せ有することを特徴とする。

また、本発明の請求項３による回転変動吸収クランクプーリは、上記した請求項１または２記載のクランクプーリにおいて、前記第１および第２摺動部材はそれぞれ円周上に複数が設けられ、前記第１および第２摺動部材間に設定する接触代は、前記第２摺動部材を径方向に変位させるとともに前記第２摺動部材および前記プーリ間で前記弾性部材を径方向に圧縮する径方向荷重を発生させることを特徴とする。

また、本発明の請求項４による回転変動吸収クランクプーリは、上記した請求項１、２または３記載のクランクプーリにおいて、前記第２摺動部材は前記弾性部材の内周側に配置されるとともに前記第１摺動部材は前記第２摺動部材の更に内周側に配置され、前記第２摺動部材の摺動面は前記第２摺動部材の内周面に配置されるとともに前記相対変位角度が大きくなるのに伴って内径寸法が徐々に小さくなる形状とされていることを特徴とする。

更にまた、本発明の請求項５による回転変動吸収クランクプーリは、上記した請求項１、２または３記載のクランクプーリにおいて、前記第２摺動部材は前記弾性部材の外周側に配置されるとともに前記第１摺動部材は前記第２摺動部材の更に外周側に配置され、前記第２摺動部材の摺動面は前記第２摺動部材の外周面に配置されるとともに前記相対変位角度が大きくなるのに伴って外径寸法が徐々に大きくなる形状とされていることを特徴とする。

上記構成を備える本発明においては、カップリング機構の捩り方向バネ部が、弾性部材のみでなく、弾性部材と摺動部を備えるトルク伝達機構との組み合わせにより構成されている。すなわちハブと弾性部材の間に、摺動部を備えるトルク伝達機構が設けられ、このトルク伝達機構は、ハブに立設したピン状の摺動部材保持部に保持された第１摺動部材と、弾性部材の内周側または外周側に保持された第２摺動部材との組み合わせよりなり、トルク入力時にこのトルク伝達機構が摺動作動し、このとき両摺動部材の接触代にもとづく摺動抵抗によってトルクを伝達するとともに回転変動を吸収する。したがって上記従来技術において弾性部材のみが担ってきた機能（トルク伝達機能および回転変動吸収機能）の一部をトルク伝達機構が担当することにより弾性部材の負担が軽減されるため、弾性部材の耐久性を向上させることが可能とされている。作動としては以下のとおりである。

すなわち、駆動軸が正回転方向に回転してこれにハブが従動すると、ハブに立設したピン状の摺動部材保持部に保持された第１摺動部材が、弾性部材の内周側または外周側に保持された第２摺動部材に対し正回転方向へ相対変位し、このとき第１および第２摺動部材間の接線鉛直方向の抗力が増大するとともに摩擦力が増大し、同時に、接線傾斜効果（接触面が僅かに回転方向にあがなう方向となる）により、トルクがプーリ側に伝達される。またこのとき第１および第２摺動部材が互いに摺動するため、すべりが発生する。したがって摺動部を備えるトルク伝達機構がこのように作動することから、カップリング機構の捩り方向バネ定数を低く設定しても弾性部材の変形が小さくて済み、よって弾性部材が破損するのを抑制することが可能となる。尚、これらの作動を確保するため、第２摺動部材には、第１摺動部材が第２摺動部材に対し軸正回転方向に相対変位したときに相対変位角度が大きくなるのに伴って接触代が大きくなる形状の摺動面が設けられている。

また併せて、第２摺動部材には、第１摺動部材が第２摺動部材に対し軸正回転方向に所定角度まで相対変位したときに第１摺動部材が当接することによりそれ以上の相対変位を規制するストッパ面が設けられている。したがって所定値以上のトルク入力が発生した場合には、第１および第２摺動部材の更なる相対変位が規制され、弾性部材の比較的高い捩り方向剛性でトルクを伝達する。

また、上記形状を備える第２摺動部材の摺動面は、第１摺動部材が第２摺動部材に対し軸正回転方向に相対変位したときに摺動作動するものであるが、円周上反対向きについても摺動面（反転側摺動面）を併設することによりバックラッシュを吸収することが考えられ、この反転側摺動面としては、第１摺動部材が第２摺動部材に対し軸反対回転方向に相対変位したときに相対変位角度が大きくなっても接触代が大きくならない形状とする（接触代ゼロの状態のものを含む）。したがってこの反転側摺動面においては、第１摺動部材が第２摺動部材に対し軸反対回転方向に相対変位しても回転抗力が増大しないため、軸反対回転方向の捩り方向バネ定数が低く設定されることになる（回転抗力ゼロによるバネ定数ゼロの状態のものを含む）。また、この反対向きについてもストッパ面を設けるようにしても良い。

上記作動において、第１および第２摺動部材はそれぞれ円周上に複数が設けられ、第１および第２摺動部材間に設定する接触代は、第２摺動部材を径方向に変位させるとともに第２摺動部材およびプーリ間で弾性部材を径方向に圧縮する径方向荷重を発生させる。したがってその抗力により発生する摩擦力がトルク伝達機構の摺動特性を決定することになり、換言すれば、接触代の大小によりトルク伝達機構の摺動特性を調整することが可能となる。

弾性部材ならびに第１および第２摺動部材の配置については、弾性部材の内周側に第２摺動部材を配置するとともに第２摺動部材の更に内周側に第１摺動部材を配置する態様（第１態様）と、反対に、弾性部材の外周側に第２摺動部材を配置するとともに第２摺動部材の更に外周側に第１摺動部材を配置する態様（第２態様）の２通りの態様が考えられる。このうち第１態様の場合は、第２摺動部材の内周側に第１摺動部材が配置されるので、第２摺動部材の内周面に第１摺動部材に対する摺動面が設定される。したがって第２摺動部材の摺動面の上記形状としては、第１摺動部材が第２摺動部材に対し軸正回転方向に相対変位したときに相対変位角度が大きくなるのに伴って摺動面の内径寸法が徐々に小さくなる形状とする。また第２態様の場合は、第２摺動部材の外周側に第１摺動部材が配置されるので、第２摺動部材の外周面に第１摺動部材に対する摺動面が設定される。したがって第２摺動部材の摺動面の上記形状としては、第１摺動部材が第２摺動部材に対し軸正回転方向に相対変位したときに相対変位角度が大きくなるのに伴って摺動面の外径寸法が徐々に大きくなる形状とする。

本発明は、以下の効果を奏する。

すなわち、以上説明したように本発明によれば、ハブと弾性部材の間に第１および第２摺動部材の組み合わせよりなる摺動部を備えるトルク伝達機構が設けられ、トルク入力時にこのトルク伝達機構が摺動作動し、このとき両摺動部材の接触代にもとづく摺動抵抗によってトルクを伝達するとともに回転変動を吸収する。したがって従来技術において弾性部材のみが担ってきた機能の一部をトルク伝達機構が担当することにより弾性部材の負担が軽減され、具体的にはカップリング機構の捩り方向バネ定数を低く設定しても弾性部材の変形が小さくて済むため、弾性部材が破損するのを抑制することができ、弾性部材の耐久性を向上させることができる。また、第２摺動部材に反転側摺動面を併設することによりプーリおよびベルト間に生じるバックラッシュを吸収することができる。

本発明の第１実施例に係る回転変動吸収クランクプーリをその中心軸線を含む平面で裁断した断面図であって図２におけるＡ−Ｏ−Ａ線断面図同回転変動吸収クランクプーリをその中心軸線と直交する平面で裁断した断面図であって図１におけるＢ−Ｂ線断面図本発明の第２実施例に係る回転変動吸収クランクプーリをその中心軸線を含む平面で裁断した断面図であって図４におけるＣ−Ｏ−Ｃ線断面図同回転変動吸収クランクプーリをその中心軸線と直交する平面で裁断した断面図であって図３におけるＤ−Ｄ線断面図従来例に係る回転変動吸収クランクプーリの断面図

本発明には、以下の実施形態が含まれる。
（１）本発明は、自動車エンジン等に於ける駆動軸から他の回転機器へトルクを伝達する際に急激な回転変動に伴うベルトスリップを防止するクランクプーリに関する。
（２）本発明における第１実施形態を図１および図２に示し、第２実施形態を図３および図４に示す。第１実施形態はピンの外周側に弾性部材（ゴム等）を配置した例であり、第２実施形態はピンの内周側に弾性部材を配置した例である。第１実施形態において、第２摺動部材、弾性部材およびスリーブは相互に強固に接合（接着）されている。スリーブはプーリに強固に接合（圧入）されている。第２摺動部材の正転側内半径Ｒａは反転側内半径Ｒｏより徐々に小さい形状に設定し（Ｒａ＜Ｒｏ）、シメ代を徐々に大きくする。第２実施形態では、正転側外半径Ｒａは反転側外半径Ｒｏより徐々に大きい形状に設定する（Ｒａ＞Ｒｏ）。また、第２摺動部材にストッパ構造を付加する。
（３）正転方向のトルクがハブ側に発生した場合、ピンが正転方向に移動するとともに、ピン、第１摺動部材および第２摺動部材間の接線鉛直方向の抗力が増大するとともに摩擦力が増大する。同時に、接線傾斜効果（接触面が僅かに回転方向にあがなう方向となる）により、トルクがプーリ側に伝達される。この時の第１摺動部材と第２摺動部材は摺動するために、すべりが発生することにより、弾性部材の変形は僅かとなり、捩り方向のバネ定数を低く設定できるとともに、弾性部材の耐久性を向上することができる。反転方向では回転中心から第１摺動部材および第２摺動部材のシメ代が０になるようにＲｏを設定することにより回転抗力が発生しないために、反転方向の捩り方向バネ定数を０に設定できる。また、第２摺動部材にストッパ構造を付加することにより、所定以上のトルク入力が発生した場合には弾性部材の高い捩り方向合成でトルクを伝達する。
（４）正転方向において、摺動部分の接触代（シメ代）が徐々に増大しハブからプーリへトルク伝達する。反転方向は、摺動部分の接触代を無くすことにより、ハブに対しプーリが空転可能となり、トルク負荷が無くなる。ハブとプーリの相対的な回転方向差動は、摺動部材の摺動により、所定の大きな回転変位まで低い捩り方向バネ定数を確保する。所定以上の入力トルクは高い捩り方向剛性で伝達する。

つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

第１実施例・・・
図１は、本発明の第１実施例に係る回転変動吸収クランクプーリ１をその中心軸線０を含む平面で裁断した断面図であって、すなわち図２におけるＡ−Ｏ−Ａ線断面図を示している。図２は同回転変動吸収クランクプーリ１をその中心軸線０と直交する平面で裁断した断面図であって、すなわち図１におけるＢ−Ｂ線断面図を示している。

当該実施例に係る回転変動吸収クランクプーリ１は、自動車エンジンのクランクシャフト等の駆動軸から各種の補機等の他の回転装置へ無端ベルトを介して回転トルクを伝達する際に、駆動軸に発生する回転変動（トルク変動）を吸収すべくハブ１１とプーリ２１を弾性部材（カップリングゴム）３２を介して連結したものであって、ハブ１１と弾性部材３２の間に、摺動部を備えるトルク伝達機構３３が設けられ、この摺動部を備えるトルク伝達機構３３は、ハブ１１に立設したピン状の摺動部材保持部３４に保持された第１摺動部材３５と、弾性部材３２の内周側に保持された第２摺動部材３６とが径方向に向き合って円周方向に摺動する構造とされている。第２摺動部材３６には、第１摺動部材３５がこの第２摺動部材３６に対し軸正回転方向Ｓに相対変位したときに相対変位角度が大きくなるのに伴って径方向の接触代が大きくなる形状の摺動面（正転側摺動面）３６ａが設けられている。また第２摺動部材３６には、第１摺動部材３５が第２摺動部材３６に対し軸正回転方向Ｓに所定角度まで相対変位したときに第１摺動部材３５が当接することによりそれ以上の相対変位を規制するストッパ面（正転側ストッパ面）３６ｂが設けられている。そして軸正回転方向Ｓの作動について、通常トルクの入力時には、第１および第２摺動部材３５，３６が摺動しながらそのとき発生する摺動抵抗により第１摺動部材３５から第２摺動部材３６へトルクを伝達し、過大トルクの入力時には、第１摺動部材３５がストッパ面３６ｂに当接した状態で第１摺動部材３５から第２摺動部材３６へトルクを伝達するように構成されている。

また、第２摺動部材３６には、第１摺動部材３５が第２摺動部材３６に対し軸反対回転方向Ｈに相対変位したときに相対変位角度が大きくなっても径方向の接触代が大きくならない形状の反転側摺動面３６ｃが設けられている。また第２摺動部材３６には、第１摺動部材３５が第２摺動部材３６に対し軸反対回転方向Ｈに所定角度まで相対変位したときに第１摺動部材３５が当接することによりそれ以上の相対変位を規制する反転側ストッパ面３６ｄが設けられている。

第１および第２摺動部材３５，３６はそれぞれ円周上に複数（当該実施例では２つずつ）が設けられている。そして第１および第２摺動部材３５，３６間に設定される径方向の接触代は、第２摺動部材３６を径方向外方へ向けて変位させるとともに第２摺動部材３６およびプーリ２１間で弾性部材３２を径方向に圧縮する径方向荷重を発生させるものとされている。

各構成要素は、以下のように構成されている。

すなわち先ず、ハブ１１は、所定の金属によって環状に成形され、駆動軸に固定されるボス部１１ａおよび径方向の立ち上がり部（平面部）１１ｂを一体に備え、径方向立ち上がり部１１ｂから軸方向一方（図では左方）へ向けて筒状部１１ｃが一体に成形されている。

プーリ２１は、所定の金属によって環状に成形され、ハブ１１の筒状部１１ｃの外周側に配置される内周筒部２１ａを備え、この内周筒部２１ａの軸方向一方の端部から径方向外方へ向けて径方向立ち上がり部２１ｂが一体成形され、径方向立ち上がり部２１ｂの外周端部から軸方向他方（図では右方）へ向けて外周筒部２１ｃが一体成形され、外周筒部２１ｃの外周面にプーリ溝２１ｄが形成されている。

プーリ２１は、ハブ１１に対し非接触であって円周方向に相対変位可能に組み合わされ、プーリ２１の内周筒部２１ａとハブ１１の筒状部１１ｃの間に樹脂製のラジアルベアリング４１が介装され、これにより両者１１，２１の同軸度が確保されている。また、ハブ１１の筒状部１１ｃの先端に剛性環よりなるストッパ環（ベアリングホルダ）４２が嵌着され、これによりハブ１１に対しプーリ２１が軸方向に抜け止めされている。ストッパ環４２とプーリ２１の径方向立ち上がり部２１ｂの間には樹脂製のスラストベアリング４３が介装されている。

プーリ２１の外周筒部２１ｃの内周側に剛性環よりなるスリーブ３１が連結（嵌合）され、スリーブ３１の内周側に所定のゴム状弾性体よりなる環状の弾性部材（カップリングゴム）３２が連結（加硫接着）されている。また弾性部材３２の内周側に、摺動部を備えるトルク伝達機構３３が設けられている。

この摺動部を備えるトルク伝達機構３３は、以下のように構成されている。

すなわち、ハブ１１の径方向立ち上がり部１１ｂから軸方向一方へ向けてピン状の摺動部材保持部（ピン部材）３４が立設され、このピン状の摺動部材保持部３４によって第１摺動部材３５が保持されている。第１摺動部材３５はＰＴＦＥまたは高硬度樹脂等の材料によって小径の円環形に成形され、ピン状の摺動部材保持部３４の外周に転動自在に遊嵌されている。

一方、前記弾性部材３２の内周側に第２摺動部材３６が連結（加硫接着）されている。第２摺動部材３６は金属または高硬度樹脂等の材料によって軸方向からこれを見て円弧形に成形され、その内周面の円周上一部にえぐり状の空間部３７が形成され、この空間部３７に前記ピン状の摺動部材保持部３４および第１摺動部材３５が配置されている。

したがって各構成要素の位置関係としては、弾性部材３２の内周側に第２摺動部材３６が配置されるとともに第２摺動部材３６の更に内周側に第１摺動部材３５が配置されており、第１および第２摺動部材３５，３６は互いに径方向に対向して円周方向に摺動するものとされている。

また、第１および第２摺動部材３５，３６はそれぞれ円周上に２つずつが等配状に設けられている。

第２摺動部材３６は、以下の各面を備えている。
（１）正転側摺動面３６ａ
第２摺動部材３６は、第１摺動部材３５が第２摺動部材３６に対し軸正回転方向Ｓに相対変位したときに摺動する正転側摺動面３６ａを備えている。この正転側摺動面３６ａは、第２摺動部材３６における前記えぐり状の空間部３７を設けた部位の内周面に設けられ、一層詳細には、図２に示す第１摺動部材３５のニュートラル位置から正回転方向へ所定の角度範囲θ_１に亙って設けられている。また、この正転側摺動面３６ａは、第１摺動部材３５が第２摺動部材３６に対し軸正回転方向Ｓに相対変位したときに相対変位角度が大きくなるのに伴って両摺動部材３５，３６の径方向の接触代が徐々に大きくなる形状に形成され、具体的には、相対変位角度が大きくなるのに伴って内径寸法が徐々に小さくなる形状（Ｒ_０＞Ｒ_ａ）に形成されている。
（２）正転側ストッパ面３６ｂ
また、第２摺動部材３６は、第１摺動部材３５が第２摺動部材３６に対し軸正回転方向Ｓに所定角度θ_１まで相対変位したときに第１摺動部材３５が当接することによりそれ以上の相対変位を規制する正転側ストッパ面３６ｂを備えている。この正転側ストッパ面３６ｂは、第２摺動部材３６の内周面において、正転側摺動面３６ａの正回転側に連続して段差状のものとして設けられている。
（３）反転側摺動面３６ｃ
また、第２摺動部材３６は、第１摺動部材３５が第２摺動部材３６に対し軸反対回転方向Ｈに相対変位したときに摺動する反転側摺動面３６ｃを備えている。この反転側摺動面３６ｃは、第２摺動部材３６における前記えぐり状の空間部３７を設けた部位の内周面に設けられ、一層詳細には、図２に示す第１摺動部材３５のニュートラル位置から反対回転方向Ｈへ所定の角度範囲θ_２に亙って設けられている。また、この反転側摺動面３６ｃは、第１摺動部材３５が第２摺動部材３６に対し軸反対回転方向Ｈに相対変位したときに相対変位角度が大きくなっても両摺動部材３５，３６の径方向の接触代が大きくならない形状に形成され、具体的には、相対変位の全角度範囲に亙って摺動面の内径寸法が一定の形状（Ｒ_０）に形成されている。尚、この反転側摺動面３６ｃの内径寸法は正転側摺動面３６ａの最大内径寸法と同等であり、両摺動面３６ａ，３６ｃは一連につながっている。
（４）反転側ストッパ面３６ｄ
また、第２摺動部材３６は、第１摺動部材３５が第２摺動部材３６に対し軸反対回転方向Ｈに所定角度θ_３まで相対変位したときに第１摺動部材３５が当接することによりそれ以上の相対変位を規制する反転側ストッパ面を３６ｄ備えている。この反転側ストッパ面３６ｄとしては、反転側摺動面３６ｃの反対回転側に位置して、円周上隣りの第２摺動部材３６の円周方向端面が利用されている。

円周上隣り合う２つの第２摺動部材３６，３６の間には、円周方向間隙３８が設定され、よって２つの第２摺動部３６，３６は互いに干渉することがないように配置されている（円周方向間隙３８の角度をθ_４として、θ_２＋θ_４＝θ_３の関係とされている）。スリーブ３１に連結された弾性部材３２は、ハブ１１およびプーリ２１の双方に対し非接触とされている。弾性部材３２に連結された第２摺動部材３６はこれも、ハブ１１およびプーリ２１の双方に対し非接触とされている。

また、図１に示すように、ピン状の摺動部材保持部３４のまわりに位置して第１摺動部材３５とハブ１１の径方向立ち上がり部１１ｂとの間に、座金状のプレート４４および小径円環形の第２弾性部材４５が介装されている。したがってハブ１１の筒状部１１ｃ先端に嵌着されたストッパ環４２とハブ１１の径方向立ち上がり部１１ｂとの間に、スラストベアリング４３、プーリ２１の径方向立ち上がり部２１ｂ、第１摺動部材３５、プレート４４および第２弾性部材４５が軸方向直列に並べられているために、これら各部品の間に軸方向のガタツキが生じるのが解消されている。

上記構成のクランクプーリ１において、駆動軸が正回転方向Ｓに回転してこれにハブ１１が従動すると、ハブ１１に立設したピン状の摺動部材保持部３４に保持された第１摺動部材３５が、弾性部材３２の内周側に保持された第２摺動部材３６に対し正回転方向Ｓへ相対変位し、このとき第１および第２摺動部材３５，３６間の接線鉛直方向の抗力が増大するとともに摩擦力が増大し、同時に、接線傾斜効果により、トルクがプーリ２１側に伝達される。またこのとき第１および第２摺動部材３５，３６が互いに摺動するため、すべりが発生する。したがって摺動部を備えるトルク伝達機構３３がこのように作動することから、カップリング機構の捩り方向バネ定数を低く設定しても弾性部材３２の変形が小さく、よって弾性部材３２が破損するのを抑制することができ、換言すると、弾性部材３２が比較的硬いものであってもカップリング機構の低い捩り方向バネ定数を実現することができる。また、第２摺動部材３６に反転側摺動面３６ｃが設けられているため、プーリ２１およびベルト間に生じるバックラッシュを吸収することができる。

第２実施例・・・
図３は、本発明の第２実施例に係る回転変動吸収クランクプーリ１をその中心軸線０を含む平面で裁断した断面図であって、すなわち図４におけるＣ−Ｏ−Ｃ線断面図を示している。図４は同回転変動吸収クランクプーリ１をその中心軸線０と直交する平面で裁断した断面図であって、すなわち図３におけるＤ−Ｄ線断面図を示している。

当該実施例に係る回転変動吸収クランクプーリ１は、自動車エンジンのクランクシャフト等の駆動軸から各種の補機等の他の回転装置へ無端ベルトを介して回転トルクを伝達する際に、駆動軸に発生する回転変動（トルク変動）を吸収すべくハブ１１とプーリ２１を弾性部材（カップリングゴム）３２を介して連結したものであって、ハブ１１と弾性部材３２の間に、摺動部を備えるトルク伝達機構３３が設けられ、この摺動部を備えるトルク伝達機構３３は、ハブ１１に立設したピン状の摺動部材保持部３４に保持された第１摺動部材３５と、弾性部材３２の外周側に保持された第２摺動部材３６とが径方向に向き合って円周方向に摺動する構造とされている。第２摺動部材３６には、第１摺動部材３５がこの第２摺動部材３６に対し軸正回転方向Ｓに相対変位したときに相対変位角度が大きくなるのに伴って径方向の接触代が大きくなる形状の摺動面（正転側摺動面）３６ａが設けられている。また第２摺動部材３６には、第１摺動部材３５が第２摺動部材３６に対し軸正回転方向Ｓに所定角度まで相対変位したときに第１摺動部材３５が当接することによりそれ以上の相対変位を規制するストッパ面（正転側ストッパ面）３６ｂが設けられている。そして軸正回転方向Ｓの作動について、通常トルクの入力時には、第１および第２摺動部材３５，３６が摺動しながらそのとき発生する摺動抵抗により第１摺動部材３５から第２摺動部材３６へトルクを伝達し、過大トルクの入力時には、第１摺動部材３５がストッパ面３６ｂに当接した状態で第１摺動部材３５から第２摺動部材３６へトルクを伝達するように構成されている。

第１および第２摺動部材３５，３６はそれぞれ円周上に複数（当該実施例では２つずつ）が設けられている。そして第１および第２摺動部材３５，３６間に設定される径方向の接触代は、第２摺動部材３６を径方向内方へ向けて変位させるとともに第２摺動部材３６およびプーリ２１間で弾性部材３２を径方向に圧縮する径方向荷重を発生させるものとされている。

各構成要素は、以下のように構成されている。

プーリ２１の内周筒部２１ａの外周側に剛性環よりなるスリーブ３１が連結（嵌合）され、スリーブ３１の外周側に所定のゴム状弾性体よりなる環状の弾性部材（カップリングゴム）３２が連結（加硫接着）されている。また弾性部材３２の外周側に、摺動部を備えるトルク伝達機構３３が設けられている。

一方、前記弾性部材３２の外周側に第２摺動部材３６が連結（加硫接着）されている。第２摺動部材３６は金属または高硬度樹脂等の材料によって軸方向からこれを見て円弧形に成形され、その外周面の円周上一部にえぐり状の空間部３７が形成され、この空間部３７に前記ピン状の摺動部材保持部３４および第１摺動部材３５が配置されている。

したがって各構成要素の位置関係としては、弾性部材３２の外周側に第２摺動部材３６が配置されるとともに第２摺動部材３６の更に外周側に第１摺動部材３５が配置されており、第１および第２摺動部材３５，３６は互いに径方向に対向して円周方向に摺動するものとされている。

第２摺動部材３６は、以下の各面を備えている。
（１）正転側摺動面３６ａ
第２摺動部材３６は、第１摺動部材３５が第２摺動部材３６に対し軸正回転方向Ｓに相対変位したときに摺動する正転側摺動面３６ａを備えている。この正転側摺動面３６ａは、第２摺動部材３６における前記えぐり状の空間部３７を設けた部位の外周面に設けられ、一層詳細には、図４に示す第１摺動部材３５のニュートラル位置から正回転方向へ所定の角度範囲θ_１に亙って設けられている。また、この正転側摺動面３６ａは、第１摺動部材３５が第２摺動部材３６に対し軸正回転方向Ｓに相対変位したときに相対変位角度が大きくなるのに伴って両摺動部材３５，３６の径方向の接触代が徐々に大きくなる形状に形成され、具体的には、相対変位角度が大きくなるのに伴って外径寸法が徐々に大きくなる形状（Ｒ_０＜Ｒ_ａ）に形成されている。
（２）正転側ストッパ面３６ｂ
また、第２摺動部材３６は、第１摺動部材３５が第２摺動部材３６に対し軸正回転方向Ｓに所定角度θ_１まで相対変位したときに第１摺動部材３５が当接することによりそれ以上の相対変位を規制する正転側ストッパ面３６ｂを備えている。この正転側ストッパ面３６ｂは、第２摺動部材３６の外周面において、正転側摺動面３６ａの正回転側に連続して段差状のものとして設けられている。
（３）反転側摺動面３６ｃ
また、第２摺動部材３６は、第１摺動部材３５が第２摺動部材３６に対し軸反対回転方向Ｈに相対変位したときに摺動する反転側摺動面３６ｃを備えている。この反転側摺動面３６ｃは、第２摺動部材３６における前記えぐり状の空間部３７を設けた部位の外周面に設けられ、一層詳細には、図４に示す第１摺動部材３５のニュートラル位置から反対回転方向Ｈへ所定の角度範囲θ_２に亙って設けられている。また、この反転側摺動面３６ｃは、第１摺動部材３５が第２摺動部材３６に対し軸反対回転方向Ｈに相対変位したときに相対変位角度が大きくなっても両摺動部材３５，３６の径方向の接触代が大きくならない形状に形成され、具体的には、相対変位の全角度範囲に亙って摺動面の外径寸法が一定の形状（Ｒ_０）に形成されている。尚、この反転側摺動面３６ｃの外径寸法は正転側摺動面３６ａの最小外径寸法と同等であり、両摺動面３６ａ，３６ｃは一連につながっている。
（４）反転側ストッパ面３６ｄ
また、第２摺動部材３６は、第１摺動部材３５が第２摺動部材３６に対し軸反対回転方向Ｈに所定角度θ_３まで相対変位したときに第１摺動部材３５が当接することによりそれ以上の相対変位を規制する反転側ストッパ面を３６ｄ備えている。この反転側ストッパ面３６ｄとしては、反転側摺動面３６ｃの反対回転側に位置して、円周上隣りの第２摺動部材３６の円周方向端面が利用されている。

また、図３に示すように、ピン状の摺動部材保持部３４のまわりに位置して第１摺動部材３５とハブ１１の径方向立ち上がり部１１ｂとの間に、座金状のプレート４４および小径円環形の第２弾性部材４５が介装されている。したがってハブ１１の筒状部１１ｃ先端に嵌着されたストッパ環４２とハブ１１の径方向立ち上がり部１１ｂとの間に、スラストベアリング４３、プーリ２１の径方向立ち上がり部２１ｂ、第１摺動部材３５、プレート４４および第２弾性部材４５が軸方向直列に並べられているために、これら各部品の間に軸方向のガタツキが生じるのが解消されている。

上記構成のクランクプーリ１において、駆動軸が正回転方向Ｓに回転してこれにハブ１１が従動すると、ハブ１１に立設したピン状の摺動部材保持部３４に保持された第１摺動部材３５が、弾性部材３２の外周側に保持された第２摺動部材３６に対し正回転方向Ｓへ相対変位し、このとき第１および第２摺動部材３５，３６間の接線鉛直方向の抗力が増大するとともに摩擦力が増大し、同時に、接線傾斜効果により、トルクがプーリ２１側に伝達される。またこのとき第１および第２摺動部材３５，３６が互いに摺動するため、すべりが発生する。したがって摺動部を備えるトルク伝達機構３３がこのように作動することから、カップリング機構の捩り方向バネ定数を低く設定しても弾性部材３２の変形が小さく、よって弾性部材３２が破損するのを抑制することができ、換言すると、弾性部材３２が比較的硬いものであってもカップリング機構の低い捩り方向バネ定数を実現することができる。また、第２摺動部材３６に反転側摺動面３６ｃが設けられているため、プーリ２１およびベルト間に生じるバックラッシュを吸収することができる。

１回転変動吸収クランクプーリ
１１ハブ
１１ａボス部
１１ｂ，２１ｂ径方向立ち上がり部
１１ｃ筒状部
２１プーリ
２１ａ内周筒部
２１ｃ外周筒部
２１ｄプーリ溝
３１スリーブ
３２弾性部材
３３トルク伝達機構
３４摺動部材保持部
３５第１摺動部材
３６第２摺動部材
３６ａ正転側摺動面
３６ｂ正転側ストッパ面
３６ｃ反転側摺動面
３６ｄ反転側ストッパ面
３７空間部
３８円周方向間隙
４１ラジアルベアリング
４２ストッパ環
４３スラストベアリング
４４プレート
４５第２弾性部材
０中心軸線

Claims

駆動軸に発生する回転変動を吸収すべくハブとプーリを弾性部材を介して連結してなる回転変動吸収クランクプーリであって、
前記ハブと前記弾性部材の間に、摺動部を備えるトルク伝達機構が設けられ、
前記摺動部を備えるトルク伝達機構は、前記ハブに立設したピン状の摺動部材保持部に保持された第１摺動部材と、前記弾性部材の内周側または外周側に保持された第２摺動部材とが径方向に向き合って円周方向に摺動する構造とされ、
前記第２摺動部材は、前記第１摺動部材が前記第２摺動部材に対し軸正回転方向に相対変位したときに相対変位角度が大きくなるのに伴って径方向の接触代が大きくなる形状の摺動面を有するとともに、前記第１摺動部材が前記第２摺動部材に対し軸正回転方向に所定角度まで相対変位したときに前記第１摺動部材が当接することによりそれ以上の相対変位を規制するストッパ面を併せ有し、
通常トルク入力時は、前記第１および第２摺動部材が摺動し、そのとき発生する摺動抵抗により前記第１摺動部材から前記第２摺動部材へトルクを伝達し、
過大トルク入力時は、前記第１摺動部材が前記ストッパ面に当接した状態で前記第１摺動部材から前記第２摺動部材へトルクを伝達することを特徴とする回転変動吸収クランクプーリ。
請求項１記載のクランクプーリにおいて、
前記第２摺動部材は、前記第１摺動部材が前記第２摺動部材に対し軸反対回転方向に相対変位したときに相対変位角度が大きくなっても径方向の接触代が大きくならない形状の反転側摺動面を有するとともに、前記第１摺動部材が前記第２摺動部材に対し軸反対回転方向に所定角度まで相対変位したときに前記第１摺動部材が当接することによりそれ以上の相対変位を規制する反転側ストッパ面を併せ有することを特徴とする回転変動吸収クランクプーリ。
請求項１または２記載のクランクプーリにおいて、
前記第１および第２摺動部材はそれぞれ円周上に複数が設けられ、
前記第１および第２摺動部材間に設定する接触代は、前記第２摺動部材を径方向に変位させるとともに前記第２摺動部材および前記プーリ間で前記弾性部材を径方向に圧縮する径方向荷重を発生させることを特徴とする回転変動吸収クランクプーリ。
請求項１、２または３記載のクランクプーリにおいて、
前記第２摺動部材は前記弾性部材の内周側に配置されるとともに前記第１摺動部材は前記第２摺動部材の更に内周側に配置され、
前記第２摺動部材の摺動面は前記第２摺動部材の内周面に配置されるとともに前記相対変位角度が大きくなるのに伴って内径寸法が徐々に小さくなる形状とされていることを特徴とする回転変動吸収クランクプーリ。
請求項１、２または３記載のクランクプーリにおいて、
前記第２摺動部材は前記弾性部材の外周側に配置されるとともに前記第１摺動部材は前記第２摺動部材の更に外周側に配置され、
前記第２摺動部材の摺動面は前記第２摺動部材の外周面に配置されるとともに前記相対変位角度が大きくなるのに伴って外径寸法が徐々に大きくなる形状とされていることを特徴とする回転変動吸収クランクプーリ。