JP2017141805A - Pulley device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プーリ装置に関する。 The present invention relates to a pulley apparatus.
下記特許文献1には、自動車等のエンジンのクランクシャフトからオルタネータ等の補機に回転駆動力を伝達するためのプーリ装置が記載されている。特許文献1のプーリユニットは、補機回転軸に取り付けられたプーリと、このプーリと補機回転軸との間に設けられた回転調整機構を有している。回転調整機構は、遊星機構と一方向クラッチを含む増速伝達機構と、遠心クラッチを含む等速結合機構とを備えており、プーリの回転数が所定レベルより小さい低速回転領域において、プーリの回転が増速して補機回転軸に伝達される。
オルタネータ等の補機に伝達される回転数は、それぞれに設けられたプーリ装置のプーリ径で決定される。しかし、エンジンの回転数は低回転時と高回転時の差が大きいため、エンジンが高回転時において、各補機が必要以上の回転数で駆動される場合がある。このため、プーリ装置で損失が発生し、エンジンの燃費が低下する可能性や、プーリ装置の耐久性が低下する可能性がある。特許文献1では、増速伝達機構は設けられているもののエンジンが高回転時に、エンジンの回転数よりも小さい回転数に減速してプーリに伝達する機構について記載されていない。
The number of revolutions transmitted to an auxiliary machine such as an alternator is determined by the pulley diameter of the pulley device provided for each. However, since the difference in engine speed between a low speed and a high speed is large, each auxiliary machine may be driven at an unnecessarily high speed when the engine is at a high speed. For this reason, a loss occurs in the pulley device, which may reduce the fuel consumption of the engine and the durability of the pulley device. In
本発明は、簡便な構成で、入力部材の回転数が高回転の際に、入力部材からプーリに伝達される回転数を低減させることが可能なプーリ装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a pulley apparatus that can reduce the number of rotations transmitted from an input member to a pulley when the number of rotations of the input member is high.
本発明の一態様に係るプーリ装置は、エンジンのクランクシャフトの端部に前記クランクシャフトと同軸で配置され、オルタネータを含む補機に駆動力を伝達するベルトと連結されるプーリ部を有するプーリ装置であって、前記プーリ装置内に配置された遊星歯車機構と、前記クランクシャフトに接続された入力部材と前記遊星歯車機構との接続状態を切り換える2つのクラッチ部とを有し、前記2つのクラッチ部の切り換え動作により、前記入力部材よりも前記プーリ部の回転数を小さくする減速モードと、前記入力部材と前記プーリ部との回転数を一致させる等速モードとを有し、前記2つのクラッチ部は前記入力部材に接続される。 A pulley apparatus according to an aspect of the present invention includes a pulley unit that is arranged coaxially with the crankshaft at an end of an engine crankshaft and that is coupled to a belt that transmits driving force to an auxiliary machine including an alternator. The planetary gear mechanism disposed in the pulley device, the input member connected to the crankshaft, and the two clutch portions for switching the connection state between the planetary gear mechanism and the two clutches The two clutches having a deceleration mode in which the number of rotations of the pulley unit is smaller than that of the input member by a switching operation of the unit, and a constant speed mode in which the number of rotations of the input member and the pulley unit are matched. The part is connected to the input member.
これによれば、2つのクラッチ部により減速モードと等速モードとを切り換え可能になっているので、入力部材の回転数が高回転の際に減速モードとして、入力部材からプーリに伝達される回転数を低減させることができる。また、入力部材と前記遊星歯車機構との間に回転力を伝達するための他の機構を設ける必要がなく、構成を簡便にすることができる。 According to this, since the deceleration mode and the constant speed mode can be switched by the two clutch portions, the rotation transmitted to the pulley from the input member as the deceleration mode when the rotational speed of the input member is high. The number can be reduced. Further, it is not necessary to provide another mechanism for transmitting the rotational force between the input member and the planetary gear mechanism, and the configuration can be simplified.
本発明の一態様に係るプーリ装置において、前記遊星歯車機構は、固定部に固定されるサンギアと、前記サンギアと噛み合うピニオンギアと、前記ピニオンギアと噛み合うリングギアと、前記ピニオンギアが自転できるように、かつ、前記ピニオンギアが前記サンギアを中心に公転できるように前記ピニオンギアを保持するキャリアと、を有し、前記2つのクラッチ部は、第1クラッチ部と、第2クラッチ部とを含み、前記等速モードにおいて、前記第1クラッチ部は、前記入力部材と前記キャリアとを締結し、前記第2クラッチ部は、前記入力部材と前記リングギアとの接続を解除し、前記減速モードにおいて、前記第1クラッチ部は、前記入力部材と前記キャリアとの接続を解除し、前記第2クラッチ部は、前記入力部材と前記リングギアとを締結する。 In the pulley device according to an aspect of the present invention, the planetary gear mechanism is configured such that the sun gear fixed to the fixed portion, the pinion gear that meshes with the sun gear, the ring gear that meshes with the pinion gear, and the pinion gear can rotate. And a carrier for holding the pinion gear so that the pinion gear can revolve around the sun gear, and the two clutch portions include a first clutch portion and a second clutch portion. In the constant speed mode, the first clutch portion fastens the input member and the carrier, and the second clutch portion disconnects the input member and the ring gear, and in the deceleration mode The first clutch portion releases the connection between the input member and the carrier, and the second clutch portion includes the input member and the ring gear. To conclude the door.
これによれば、等速モードにおいて、入力部材からキャリアに入力された回転数が、遊星歯車機構により減速されずに、等速でキャリアからプーリ部に出力される。一方、減速モードにおいて、入力部材からリングギアに入力された回転数が、遊星歯車機構により減速されて、減速された回転数がキャリアからプーリ部に出力される。このように、入力部材に接続された2つのクラッチ部により、遊星歯車機構の接続状態が切り換えられ、減速モードと等速モードとを切り換えることができる。 According to this, in the constant speed mode, the rotation speed input from the input member to the carrier is output from the carrier to the pulley section at a constant speed without being decelerated by the planetary gear mechanism. On the other hand, in the deceleration mode, the rotational speed input from the input member to the ring gear is reduced by the planetary gear mechanism, and the reduced rotational speed is output from the carrier to the pulley unit. In this manner, the connection state of the planetary gear mechanism is switched by the two clutch portions connected to the input member, and the deceleration mode and the constant speed mode can be switched.
本発明の一態様に係るプーリ装置において、前記2つのクラッチ部は、前記入力部材に接続された第1環状部と、前記第1環状部の径方向内側に設けられた第2環状部と、前記第1環状部の径方向外側に設けられた第3環状部と、前記第1環状部に設けられ、付勢部材により径方向内側に付勢された爪部とを有し、前記等速モードにおいて、前記爪部が前記第2環状部と噛み合って前記第1環状部と前記第2環状部が連結され、前記減速モードにおいて、前記付勢部材の付勢力よりも大きい遠心力が前記爪部に加わり、前記爪部が前記第3環状部と噛み合って前記第1環状部と前記第3環状部が連結される。 In the pulley device according to one aspect of the present invention, the two clutch parts include a first annular part connected to the input member, a second annular part provided radially inward of the first annular part, A third annular portion provided on the radially outer side of the first annular portion; and a claw portion provided on the first annular portion and urged radially inward by an urging member. In the mode, the claw portion meshes with the second annular portion to connect the first annular portion and the second annular portion, and in the deceleration mode, a centrifugal force larger than the urging force of the urging member is applied to the claw. The claw portion meshes with the third annular portion, and the first annular portion and the third annular portion are connected.
このような構成により、2つのクラッチ部は、付勢部材の付勢力が遠心力よりも大きい場合と、遠心力が付勢部材よりも大きい場合とで、入力部材と遊星歯車機構との締結と解放とを切り換えることができる。このため、入力部材と遊星歯車機構との間に回転力を伝達するための他の機構を設ける必要がなく、構成を簡便にすることができる。 With such a configuration, the two clutch portions are engaged between the input member and the planetary gear mechanism when the urging force of the urging member is larger than the centrifugal force and when the centrifugal force is larger than the urging member. Release can be switched. For this reason, it is not necessary to provide another mechanism for transmitting rotational force between the input member and the planetary gear mechanism, and the configuration can be simplified.
本発明の一態様に係るプーリ装置は、エンジンのクランクシャフトの端部に前記クランクシャフトと同軸で配置され、オルタネータを含む補機に駆動力を伝達するベルトと連結されるプーリ部を有するプーリ装置であって、前記クランクシャフトに接続された入力部材と、前記プーリ部との間で回転力を伝達する遊星歯車機構と、前記入力部材に設けられ、前記入力部材とともに回転して、前記遊星歯車機構の締結と解放とを切り換える遠心クラッチ部と、を備え、前記入力部材の回転数が所定の回転数よりも小さい場合に、前記遊星歯車機構は前記遠心クラッチ部により締結されることで、前記遊星歯車機構が一体となって回転し、前記入力部材の回転数が等速で前記プーリ部に伝達され、前記入力部材の回転数が所定の回転数以上の場合に、前記遊星歯車機構は前記遠心クラッチ部により解放され、前記遊星歯車機構により前記入力部材の回転数よりも低減された回転数が前記プーリ部に伝達される。 A pulley apparatus according to an aspect of the present invention includes a pulley unit that is arranged coaxially with the crankshaft at an end of an engine crankshaft and that is coupled to a belt that transmits driving force to an auxiliary machine including an alternator. A planetary gear mechanism for transmitting a rotational force between the input member connected to the crankshaft and the pulley portion; and the planetary gear provided on the input member and rotated together with the input member. A centrifugal clutch portion that switches between engagement and release of the mechanism, and when the rotational speed of the input member is smaller than a predetermined rotational speed, the planetary gear mechanism is fastened by the centrifugal clutch portion, When the planetary gear mechanism rotates integrally, the rotation speed of the input member is transmitted to the pulley section at a constant speed, and the rotation speed of the input member is equal to or higher than a predetermined rotation speed , The planetary gear mechanism is released by the centrifugal clutch, the rotational speed which is lower than the rotational speed of the input member by the planetary gear mechanism is transmitted to the pulley unit.
これによれば、遠心クラッチ部及び遊星歯車機構を設けているので、プーリ部に伝達される回転数の等速と減速とが切り換えられるため、エンジンが高回転時に補機に伝達される回転数を低減させることができる。また、入力部材の遠心力により遠心クラッチ部が動作するため、等速と減速とを切り換えるための電源や油圧系統を設ける必要がなく、簡便な構成とすることができる。さらに、一方向クラッチが用いられていないため、エンジンのクランクシャフトが駆動側になった場合であっても、補機側の回転軸が駆動側になった場合であっても、回転力を従動側に伝達することができる。 According to this, since the centrifugal clutch portion and the planetary gear mechanism are provided, the rotation speed transmitted to the pulley portion can be switched between constant speed and deceleration, so that the rotation speed transmitted to the auxiliary machine when the engine is at high speed. Can be reduced. Further, since the centrifugal clutch portion is operated by the centrifugal force of the input member, it is not necessary to provide a power source or a hydraulic system for switching between constant speed and deceleration, and a simple configuration can be achieved. Furthermore, since a one-way clutch is not used, the rotational force is driven even when the crankshaft of the engine is on the drive side or when the auxiliary shaft is on the drive side. Can be transmitted to the side.
本発明の一態様に係るプーリ装置において、前記遠心クラッチ部は、前記入力部材とともに回転し、前記入力部材の径方向に移動可能な錘部と、前記錘部の前記径方向の移動に伴って、前記入力部材の軸方向に沿って移動可能な可動部とを有する。これによれば、遠心クラッチ部は、入力部材の回転力により錘部に生じる遠心力を、入力部材の軸方向に沿った方向に変換することができる。このため、方向クラッチを設けることなく簡便な構成で遊星歯車機構の締結と解放とを切り換えることができる。また、トルクの方向が反転した場合であっても回転力の伝達が可能である。 In the pulley device according to an aspect of the present invention, the centrifugal clutch portion rotates together with the input member and is movable in a radial direction of the input member, and the movement of the weight portion in the radial direction is performed. And a movable part movable along the axial direction of the input member. According to this, the centrifugal clutch part can convert the centrifugal force which arises in a weight part with the rotational force of an input member into the direction along the axial direction of an input member. For this reason, it is possible to switch between fastening and releasing of the planetary gear mechanism with a simple configuration without providing a direction clutch. Further, even when the direction of torque is reversed, the rotational force can be transmitted.
本発明の一態様に係るプーリ装置において、前記可動部と前記遊星歯車機構との間に配置され、前記可動部と前記遊星歯車機構とを摩擦力により締結する第1摩擦結合部を含む第1クラッチ部と、前記可動部に対して前記第1クラッチ部と反対側に配置され、前記可動部と固定部とを摩擦力により締結する第2摩擦結合部を含む第2クラッチ部とを有し、前記入力部材の回転数が所定の回転数よりも小さい場合に、前記第1クラッチ部が締結されるとともに前記第2クラッチ部が解放され、前記入力部材の回転数が所定の回転数以上の場合に、前記第1クラッチ部が解放されるとともに前記第2クラッチ部が締結される。これによれば、可動部が入力部材の軸方向に移動することにより、第1クラッチ部と第2クラッチ部との締結と解放とが切り換えられるため、簡便な構成で入力部材の回転数に応じて遊星歯車機構の締結と解放とが切り換えられる。 The pulley apparatus according to one aspect of the present invention includes a first friction coupling portion that is disposed between the movable portion and the planetary gear mechanism and that fastens the movable portion and the planetary gear mechanism with a frictional force. A clutch portion; and a second clutch portion that is disposed on the opposite side of the first clutch portion with respect to the movable portion and includes a second friction coupling portion that fastens the movable portion and the fixed portion by a frictional force. When the rotational speed of the input member is smaller than a predetermined rotational speed, the first clutch portion is engaged and the second clutch portion is released, and the rotational speed of the input member is equal to or higher than the predetermined rotational speed. In this case, the first clutch part is released and the second clutch part is fastened. According to this, since the movable part moves in the axial direction of the input member, the engagement and release of the first clutch part and the second clutch part are switched, so that the simple structure can be used according to the rotation speed of the input member. The planetary gear mechanism can be switched between fastening and releasing.
本発明の一態様に係るプーリ装置において、前記遊星歯車機構は、前記入力部材と連結されるサンギアと、前記サンギアと噛み合うピニオンギアと、前記ピニオンギアと噛み合うリングギアと、前記ピニオンギアが自転できるように、かつ、前記ピニオンギアが前記サンギアを中心に公転できるように前記ピニオンギアを保持するキャリアと、を有する。これによれば、遊星歯車機構の減速比に応じてサンギアの回転数よりも低減された回転数が出力されるので、補機に伝達される回転数を低減させることができる。 In the pulley device according to one aspect of the present invention, the planetary gear mechanism can rotate the sun gear coupled to the input member, the pinion gear meshing with the sun gear, the ring gear meshing with the pinion gear, and the pinion gear. And a carrier for holding the pinion gear so that the pinion gear can revolve around the sun gear. According to this, since the rotation speed reduced rather than the rotation speed of the sun gear is output according to the reduction gear ratio of the planetary gear mechanism, the rotation speed transmitted to the auxiliary machine can be reduced.
本発明の一態様に係るプーリ装置において、前記可動部は、前記リングギアと噛み合って前記リングギアの内方に配置される。これによれば、可動部の締結を切り換えることで、リングギアの締結状態を切り換えることができるので、遠心クラッチ部の動作により遊星歯車機構の減速比を変更することができる。 In the pulley device according to one aspect of the present invention, the movable portion is disposed inside the ring gear so as to mesh with the ring gear. According to this, since the engagement state of the ring gear can be switched by switching the engagement of the movable portion, the reduction gear ratio of the planetary gear mechanism can be changed by the operation of the centrifugal clutch portion.
本発明の一態様に係るプーリ装置において、前記遠心クラッチ部は、前記入力部材の回転数が所定の回転数よりも小さい場合、前記キャリアと前記リングギアとを締結する。これによれば、キャリアとリングギアとが締結されることにより、遊星歯車機構がいわゆるのり付けされた状態となり、入力部材の回転とともにサンギア、ピニオンギア、リングギア及びキャリアが一体となって回転する。したがって、入力部材の回転数が等速でプーリ部に伝達される。 In the pulley device according to one aspect of the present invention, the centrifugal clutch portion fastens the carrier and the ring gear when the rotational speed of the input member is smaller than a predetermined rotational speed. According to this, when the carrier and the ring gear are fastened, the planetary gear mechanism is in a so-called glued state, and the sun gear, the pinion gear, the ring gear, and the carrier rotate together with the rotation of the input member. . Therefore, the rotation speed of the input member is transmitted to the pulley portion at a constant speed.
本発明の一態様に係るプーリ装置において、前記遠心クラッチ部は、前記入力部材の回転数が所定の回転数以上の場合、前記リングギアを固定部に締結する。これによれば、リングギアが固定部に固定されることで、入力部材の回転とともにサンギアが回転し、キャリアはサンギアの回転数よりも小さい回転数で回転する。したがって、遊星歯車機構の減速比に応じて入力部材の回転数よりも低減された回転数が、キャリアからプーリ部に伝達される。 In the pulley device according to one aspect of the present invention, the centrifugal clutch portion fastens the ring gear to the fixed portion when the rotational speed of the input member is equal to or higher than a predetermined rotational speed. According to this, when the ring gear is fixed to the fixed portion, the sun gear rotates with the rotation of the input member, and the carrier rotates at a rotation speed smaller than the rotation speed of the sun gear. Therefore, the number of revolutions reduced from the number of revolutions of the input member in accordance with the reduction gear ratio of the planetary gear mechanism is transmitted from the carrier to the pulley unit.
本発明の一態様に係るプーリ装置において、前記遊星歯車機構は、前記入力部材と連結されるサンギアと、前記サンギアと噛み合う第1ピニオンギアと、前記第1ピニオンギアと噛み合う第2ピニオンギアと、前記第2ピニオンギアと噛み合うリングギアと、前記第1ピニオンギア及び前記第2ピニオンギアが自転できるように、かつ、前記第1ピニオンギア及び前記第2ピニオンギアが前記サンギアを中心に公転できるように前記第1ピニオンギア及び前記第2ピニオンギアを保持するキャリアと、を有する。いわゆるダブルピニオン式の遊星歯車機構であっても、入力部材の回転数が等速でプーリ部に伝達される等速モードと、入力部材の回転数よりも低減された回転数がプーリ部に伝達される減速モードとを切り換えることが可能である。 In the pulley apparatus according to one aspect of the present invention, the planetary gear mechanism includes a sun gear coupled to the input member, a first pinion gear meshing with the sun gear, a second pinion gear meshing with the first pinion gear, The ring gear meshing with the second pinion gear, the first pinion gear and the second pinion gear can rotate, and the first pinion gear and the second pinion gear can revolve around the sun gear. And a carrier for holding the first pinion gear and the second pinion gear. Even in the so-called double pinion type planetary gear mechanism, a constant speed mode in which the rotation speed of the input member is transmitted to the pulley section at a constant speed, and a rotation speed that is lower than the rotation speed of the input member is transmitted to the pulley section. It is possible to switch between the deceleration modes to be performed.
本発明の一態様に係るプーリ装置において、前記可動部は、前記キャリアと連結される。これによれば、可動部の締結を切り換えることで、キャリアの締結状態を切り換えることができるので、遠心クラッチ部の動作により遊星歯車機構の減速比を変更することができる。 In the pulley device according to one aspect of the present invention, the movable portion is coupled to the carrier. According to this, since the engagement state of the carrier can be switched by switching the engagement of the movable portion, the reduction gear ratio of the planetary gear mechanism can be changed by the operation of the centrifugal clutch portion.
本発明の一態様に係るプーリ装置において、前記遠心クラッチ部は、前記入力部材の回転数が所定の回転数よりも小さい場合、前記キャリアと前記サンギアとを締結する。これによれば、キャリアとサンギアとが締結されることにより、遊星歯車機構がいわゆるのり付けされた状態となり、入力部材の回転とともにサンギア、ピニオンギア、リングギア及びキャリアが一体となって回転する。したがって、入力部材の回転数が等速でプーリ部に伝達される。 In the pulley device according to one aspect of the present invention, the centrifugal clutch portion fastens the carrier and the sun gear when the rotational speed of the input member is smaller than a predetermined rotational speed. According to this, when the carrier and the sun gear are fastened, the planetary gear mechanism is in a so-called glued state, and the sun gear, the pinion gear, the ring gear, and the carrier rotate together with the rotation of the input member. Therefore, the rotation speed of the input member is transmitted to the pulley portion at a constant speed.
本発明の一態様に係るプーリ装置において、前記遠心クラッチ部は、前記入力部材の回転数が所定の回転数以上の場合、前記キャリアを固定部に締結する。これによれば、キャリアが固定されることで、入力部材の回転とともにサンギアが回転し、リングギアは、第1ピニオンギア及び第2ピニオンギアを介してサンギアの回転数よりも小さい回転数で回転する。したがって、遊星歯車機構の減速比に応じて入力部材の回転数よりも低減された回転数がリングギアからプーリ部に伝達される。 In the pulley apparatus according to one aspect of the present invention, the centrifugal clutch portion fastens the carrier to the fixed portion when the rotational speed of the input member is equal to or higher than a predetermined rotational speed. According to this, when the carrier is fixed, the sun gear rotates together with the rotation of the input member, and the ring gear rotates at a rotation speed smaller than the rotation speed of the sun gear via the first pinion gear and the second pinion gear. To do. Therefore, the number of revolutions reduced from the number of revolutions of the input member according to the reduction ratio of the planetary gear mechanism is transmitted from the ring gear to the pulley unit.
本発明によれば、簡便な構成で、エンジンのクランクシャフトに接続された入力部材の回転数が高回転の際に、入力部材からプーリに伝達される回転数を低減させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when the rotation speed of the input member connected to the crankshaft of an engine is high rotation with the simple structure, the rotation speed transmitted to a pulley from an input member can be reduced.
本発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments (embodiments) for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited by the contents described in the following embodiments. The constituent elements described below include those that can be easily assumed by those skilled in the art and those that are substantially the same. Furthermore, the constituent elements described below can be appropriately combined.
(第1の実施形態)
図1は、補機の駆動構造を模式的に示す図である。プーリ装置10は、自動車等のエンジン(図示しない)の回転軸(クランクシャフト)に接続されて、エンジンの回転駆動力をオルタネータ、ウォータポンプ、エアコンプレッサ等の補機に伝達する。各補機には、オルタネータプーリ部101、ウォータポンププーリ部102、エアコンプレッサプーリ部104等が設けられており、ベルトBを介してエンジンの回転力が伝達される。テンショナ103は、ベルトBを押して張力を与えることで、エンジンの回転力を各補機に確実に伝達するために設けられている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram schematically showing a drive structure of an auxiliary machine. The
また、内燃機関では、スムーズな始動と効率的な発電のためにスタータモータと発電機とを兼用するISG(Integrated Starter Generator)の採用が増加している。ISGオルタネータを用いた場合、エンジンのクランクシャフトに接続されたプーリ装置10が駆動源となり、オルタネータプーリ部101が従動側になる場合と、オルタネータプーリ部101が駆動源となりプーリ装置10が従動側になる場合とが切り換えられる。このように、駆動源が切り換わることにより、プーリ装置10に伝達されるトルクの方向が反転することとなる。
In internal combustion engines, the use of an integrated starter generator (ISG) that combines a starter motor and a generator is increasing for smooth start-up and efficient power generation. When an ISG alternator is used, the
図2は、第1の実施形態に係るプーリ装置の構成を示す説明図である。図2に示すように本実施形態のプーリ装置10は、プーリ部12と、遊星歯車機構20と、遠心クラッチ部30とを備える。入力部材14はエンジンのクランクシャフト(図示しない)と接続された軸部材である。また、エンジンのクランクシャフトと入力部材14との締結と解放とを切り換えるための電磁クラッチ部95が設けられていてもよい。エンジンの駆動時には電磁クラッチ部95が締結され、エンジンの回転力が入力部材14に伝達される。例えばエンジンの停止時には、電磁クラッチ部95が解放され、プーリ装置10は、オルタネータの駆動力を他の補機に伝達するために動作する。これにより、エアコンプレッサ等の補機をオルタネータの駆動力によって単独で運転させることができる。
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a configuration of the pulley device according to the first embodiment. As shown in FIG. 2, the
プーリ部12は、遊星歯車機構20を介して入力部材14に設けられている。プーリ部12は、ベルトB(図1参照)を介してエンジンからの回転力をオルタネータプーリ部101等の補機に伝達し、又は、補機からの回転力をエンジンの入力部材14に伝達する。遊星歯車機構20は、入力部材14とプーリ部12との間で回転力を伝達する。遠心クラッチ部30は、入力部材14に設けられ、入力部材14とともに回転して、遊星歯車機構20の締結と解放とを切り換える。遠心クラッチ部30は付勢部材55及び軸受50により、エンジンのケース90に回転可能に接続されている。ケース90は、エンジンのケースに限られず、入力部材14等の回転に伴って回転しない固定された固定部であればよく、例えば、プーリ装置10のケースであってもよい。
The
遊星歯車機構20は、サンギア21と、ピニオンギア22と、第1キャリア23と、第2キャリア24と、リングギア25とを含む。サンギア21は、入力部材14に連結され、入力部材14とともに回転(自転)する。入力部材14は、エンジンのクランクシャフトに接続されており、エンジンが作動すると中心軸Cを中心に回転する。サンギア21は、入力部材14を介して回転力が伝達され、中心軸Cを中心に回転する。
The
ピニオンギア22は、サンギア21と噛み合う。第1キャリア23及び第2キャリア24は、ピニオンギア22がピニオン中心軸Cp1を中心に回転(自転)できるようにピニオンギア22を保持する。ピニオン中心軸Cp1は、例えば中心軸Cと平行である。第1キャリア23及び第2キャリア24は、中心軸Cを中心に回転(自転)できるように設けられている。このような構造により、ピニオンギア22は、サンギア21を中心に、すなわち中心軸Cを中心に公転できるように第1キャリア23及び第2キャリア24に保持される。
The
第1キャリア23は、径方向外側に設けられたプーリ部12と連結され、プーリ部12と一体となって回転可能となっている。第2キャリア24は、ピニオンギア22と遠心クラッチ部30とを連結する。
The
リングギア25は、ピニオンギア22と噛み合い、中心軸Cを中心に回転(自転)できる。また、リングギア25は、遠心クラッチ部30と連結される。
The
遊星歯車機構20が遠心クラッチ部30により締結されていない場合、エンジンの回転力が入力部材14に伝達されると、ピニオンギア22は、サンギア21を介してピニオン中心軸Cp1を中心に回転(自転)しながら、中心軸Cを中心に回転(公転)する。これにより、遊星歯車機構20により入力部材14の回転数よりも低減された回転数が、第1キャリア23からプーリ部12に伝達される。
When the
遠心クラッチ部30は、ケース90と遊星歯車機構20と間に配置される。遠心クラッチ部30は、錘部31と、外輪35と、第1クラッチ部41と、第2クラッチ部42とを含む。
The centrifugal
錘部31は、入力部材14に連結され、入力部材14とともに中心軸Cを中心に回転する。錘部31は、入力部材14の回転数に応じて、すなわち、錘部31に生じる遠心力に応じて、入力部材14の径方向に移動可能となっている。錘部31は、所定の回転数よりも小さい場合に径方向の内側に配置され、所定の回転数以上の場合に径方向外側に移動する。
The
外輪35は、例えば、錘部31の径方向外側に配置されている。外輪35は、錘部31の径方向の移動に伴って入力部材14の軸方向に沿って移動可能に設けられた可動部である。さらに、外輪35とエンジンのケース90との間に付勢部材55及び軸受50が設けられており、外輪35は、付勢部材55により軸方向後側(遊星歯車機構20側)に押し付けられる付勢力が加えられている。錘部31に生じる遠心力を軸方向に変換した力が付勢部材55の付勢力以上に大きくなると、外輪35は軸方向前側(ケース90側)に移動し、錘部31に生じる遠心力を軸方向に変換した力が付勢部材55の付勢力よりも小さくなると、外輪35は軸方向後側に移動する。
The
ここで、付勢部材55は例えばリングばね等が用いられる。軸受50は、付勢部材55の付勢力を外輪35に伝達しつつ、外輪35を回転可能に支持する。軸受50は、スラスト軸受等の公知のものを用いることができる。
Here, the urging
図2に示すように、外輪35は、リングギア25と連結されて、リングギア25とともに中心軸Cを中心に回転可能となっている。第1クラッチ部41は外輪35と第2キャリア24との間に設けられており、第1クラッチ部41により外輪35と第2キャリア24との締結と解放とが切り換えられる。また、第2クラッチ部42は外輪35とケース90との間に設けられており、第2クラッチ部42により外輪35とケース90との締結と解放とが切り換えられる。
As shown in FIG. 2, the
第1クラッチ部41及び第2クラッチ部42は、例えば、摩擦板等の摩擦結合部を含み、摩擦力により外輪35を締結することができる。この場合、第1クラッチ部41及び第2クラッチ部42は、トルクの方向によらず締結と解放とが切り換えられる。したがって、本実施形態のプーリ装置10は、トルクの方向が反転した場合であっても、プーリ部12を介してエンジンの回転力を補機側に伝達し、又は、プーリ部12を介して補機側の回転力をエンジン側に伝達することができる。
The first
次に、図2から図5を参照しつつ、プーリ装置10の動作について説明する。図3は、第1クラッチ部及び第2クラッチ部の締結と解放との切り換えを示す表である。図3の表1に示すように、本実施形態のプーリ装置10は、等速モードと減速モードとを切り換えて動作することができる。等速モードでは、入力部材14の回転数が、等速で、すなわち同じ回転数でプーリ部12に伝達される。減速モードでは、入力部材14の回転数よりも低減された回転数がプーリ部12に伝達される。
Next, the operation of the
等速モードでは、入力部材14の回転数が所定の回転数よりも小さい場合に、錘部31の遠心力を軸方向に変換した力よりも、付勢部材55による付勢力が大きくなるように錘部31及び付勢部材55が設定されている。このため、錘部31は入力部材14側に位置し、外輪35は、付勢部材55の付勢力により軸方向後側(遊星歯車機構20側)に移動する。これにより、第1クラッチ部41が締結され、第2クラッチ部42が解放される(図3参照)。
In the constant speed mode, when the rotational speed of the
リングギア25は、第2クラッチ部42が解放されることにより固定部であるケース90に固定されず、第1クラッチ部41が締結されることにより第2キャリア24と連結される。すなわち、第2キャリア24を介してピニオンギア22とリングギア25とが固定されるので、遊星歯車機構20がいわゆるのり付けされた状態となる。したがって、サンギア21の回転に伴って、ピニオンギア22、第1キャリア23、第2キャリア24、リングギア25が一体化して回転することとなり、第1キャリア23は、サンギア21の回転数と等速で回転する。このようにして、入力部材14の回転数が等速で第1キャリア23を介してプーリ部12に伝達される。
The
減速モードでは、入力部材14の回転数が所定の回転数以上の場合に、錘部31の遠心力を軸方向に変換した力が、付勢部材55による付勢力よりも大きくなる。錘部31は、遠心力により入力部材14の径方向外側に移動し、外輪35は、錘部31の遠心力により軸方向前側(ケース90側)に移動する。これにより、第1クラッチ部41が解放され、第2クラッチ部42が締結される(図3参照)。
In the deceleration mode, when the rotational speed of the
リングギア25は、第2クラッチ部42が締結されることにより固定部であるケース90に固定され、中心軸Cを中心に回転(自転)しなくなる。第2キャリア24は、第1クラッチ部41が解放されることにより、リングギア25に固定されず、中心軸Cを中心に回転(自転)可能となる。したがって、サンギア21の回転に伴って、ピニオンギア22がピニオン中心軸Cp1を中心に自転しつつ、中心軸Cを中心に公転する。したがって、遊星歯車機構20の減速比に応じて、サンギア21の回転数よりも低減された回転数が第1キャリア23に伝達される。このようにして遊星歯車機構20により入力部材14の回転数よりも低減された回転数が第1キャリア23からプーリ部12に伝達される。ここで、遊星歯車機構20の減速比とは、遊星歯車機構20の入力であるサンギア21と、出力である第1キャリア23との回転比である。
The
図4は、プーリ部及びオルタネータプーリ部の回転数と、エンジン回転数との関係を模式的に示すグラフである。図5は、オルタネータ回転数と出力電流との関係を説明するためのグラフである。図4のグラフ1に示す点線Rp1は、従来例のプーリ装置を用いた場合、すなわち、回転数の切り換え機構が設けられていない等速モードのみのプーリ装置を用いた場合の、オルタネータプーリ部101(図1参照)の回転数である。図4の点線Rc1は、本実施形態のプーリ装置10の第1キャリア23の回転数、すなわち、プーリ部12から補機側に出力される回転数を示す。図4の実線Ro1は、本実施形態のプーリ装置10を用いた場合のオルタネータプーリ部101(図1参照)の回転数である。
FIG. 4 is a graph schematically showing the relationship between the rotation speed of the pulley section and the alternator pulley section and the engine rotation speed. FIG. 5 is a graph for explaining the relationship between the alternator rotational speed and the output current. The dotted line Rp1 shown in the
本実施形態において、プーリ部12の直径D1と、オルタネータプーリ部101の直径D2との比(D1/D2)は、2.3以上、2.5以下程度である。例えばプーリ部12の直径D1が150mmであり、オルタネータプーリ部101の直径D2が60mmである場合、D1/D2=2.5となり、プーリ部12の回転数に対して、2.5倍の回転数でオルタネータプーリ部101が回転する。従来例のプーリ装置を用いた場合(点線Rp1)、エンジンの回転数に比例してオルタネータプーリ部101の回転数が増加する。エンジン回転数が、例えば3000(1/min)以上の高回転時においても、オルタネータプーリ部101の回転は、エンジン回転数の2.5倍に比例して増加する。
In the present embodiment, the ratio (D1 / D2) between the diameter D1 of the
しかし、図5のグラフ2に示すように、オルタネータの回転数が3000(1/min)程度から、オルタネータの出力電流の傾きが緩やかになる。3500(1/min)よりも大きい領域では、オルタネータの回転数の増加に対して出力電流の増加は小さくなっている。すなわち、エンジンンの高回転時では、プーリ装置10及びオルタネータプーリ部101は必要以上の回転数を補機に伝達している可能性がある。また、ウォータポンプにおいても、ウォータポンプ回転数が例えば3500(1/min)以上では、無駄に流量を吐出している可能性がある。このため、低消費電力や燃費の向上、プーリ装置10の長寿命化が困難な場合がある。
However, as shown in the
本実施形態のプーリ装置10は、上述のように等速モードと減速モードとを切り換え可能である。図4に示すように、エンジンンの回転数が、所定の回転数Rs(例えば3500(1/min))よりも小さい低回転時には、プーリ装置10は上述の等速モードで動作し、第1キャリア23の回転数(点線Rc1)は、エンジン回転数と比例して等速で上昇する。また、オルタネータの回転数(実線Ro1)は、エンジン回転数の2.5倍に比例して上昇する。
As described above, the
エンジンンの回転数が、所定の回転数Rs(例えば3500(1/min))以上の高回転時には、プーリ装置10は上述の減速モードで動作し、第1キャリア23の回転数(点線Rc1)は、エンジン回転数よりも減速された回転数となる。この場合、遊星歯車機構20の減速比(サンギア21と第1キャリア23との回転比)は2.5であり、第1キャリア23の回転数(点線Rc1)は、エンジン回転数に対して1/2.5に減速された回転数となる。また、オルタネータの回転数(実線Ro1)は、減速された第1キャリア23の回転数(点線Rc1)が伝達され、上述したプーリ径の比に応じて第1キャリア23の回転数(点線Rc1)を2.5倍した回転数となる。この例では、オルタネータの回転数は、エンジン回転数と同じ回転数になっている。なお、プーリ径の比及び遊星歯車機構20の減速比は、一例であり、適宜変更することができる。
When the engine speed is high at a predetermined speed Rs (for example, 3500 (1 / min)) or higher, the
このように、本実施形態のプーリ装置10は、エンジンの回転数が所定の回転数以上の場合に、オルタネータ等の補機に伝達される回転数を低減させることができる。したがって、必要以上の回転数で補機が駆動されることを抑制することができ、燃費の向上や長寿命化が可能である。
Thus, the
また、本実施形態では、錘部31の遠心力と、付勢部材55の付勢力とで、等速モードと減速モードとの切り替えが可能となっている。したがって、等速モードと減速モードとを切り換えるための電源や油圧系統をプーリ装置10に設ける必要がなく、簡便な構成とすることができる。さらに、プーリ装置10は一方向クラッチが用いられていないため、エンジンが駆動側になった場合であっても、オルタネータ等の補機側が駆動側になった場合であっても、回転力を従動側に伝達することができる。
In the present embodiment, the constant speed mode and the deceleration mode can be switched by the centrifugal force of the
次に本実施形態のプーリ装置10の詳細な構造について説明する。図6は、プーリ装置を分解して示す分解斜視図である。図7は、プーリ装置の縦断面図である。図8は、図7のVIII−VIII’線で切断して矢印方向から見たときの断面図である。図9は、図7のIX−IX’線で切断して矢印方向から見たときの断面図である。図10は、遠心クラッチ部の錘部の動作を説明するための説明図である。
Next, the detailed structure of the
遊星歯車機構20のサンギア21は、入力部材14に固定されており、入力部材14とともに回転(自転)する。ピニオンギア22は、サンギア21の径方向の外周に複数設けられて、サンギア21と噛み合っている。図6及び図8では、4つのピニオンギア22が設けられているが、これに限定されず、2つ、3つ、又は、5つ以上であってもよい。
The
図8に示すように、複数のピニオンギア22を囲んでリングギア25が設けられている。さらに、リングギア25の外側に第1キャリア23が設けられている。図6及び図7に示すように、リングギア25は円筒状であり、内周面に複数のピニオンギア22と噛み合う内歯車部25aが設けられている。リングギア25の軸方向の長さは、サンギア21及びピニオンギア22よりも長くなっている。リングギア25の内周面において、内歯車部25aよりも軸方向前側にスプライン部25bが設けられている。スプライン部25bは、軸方向と平行な方向にスプライン溝が設けられており、スプライン溝が円周方向に沿って複数配列されている。スプライン部25bと遠心クラッチ部30の外輪35の外周面とが噛み合う。
As shown in FIG. 8, a
図7に示すように、第1キャリア23は、底部23aと側部23bとを含む。底部23aは、ピニオンギア22の軸方向後側に設けられ、ピニオンギア22と対向する。ピニオンギア22と底部23aとがピン27を介して連結されることで、ピニオンギア22が第1キャリア23に保持される。この場合、ピン27の中心軸がピニオン中心軸Cp1となる。また、側部23bは、底部23aと一体に設けられた円筒状の部材である。側部23bの内周面は、リングギア25の外周面と対向しており、側部23bの外周面にプーリ部12が固定される。これにより、プーリ部12は第1キャリア23と一体となって回転する。プーリ部12の外周にベルトBが取り付けられて、ベルトBを介して外部の補機に回転力が伝達され、又は、補機の回転力がベルトBを介して入力部材14に伝達される。
As shown in FIG. 7, the
図6及び図7に示すように、ピニオンギア22の軸方向前側に第2キャリア24が設けられている。第2キャリア24とピニオンギア22とはピン27を介して接続されている。本実施形態では、ピン27により第1キャリア23、ピニオンギア22及び第2キャリア24が、軸方向に連結される。なお、第1キャリア23とピニオンギア22とを連結する部材と、第2キャリア24とピニオンギア22とを連結する部材とを、別部材としてもよい。また、第2キャリア24は円環状であり、1つの第2キャリア24に複数のピニオンギア22が保持される。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
以上のように遊星歯車機構20が構成され、上述したように入力部材14の回転数が等速で、又は入力部材14の回転数よりも低減された回転数が、第1キャリア23を介してプーリ部12に伝達される。なお、図6から図8に示した遊星歯車機構20の構成はあくまでも一例であり、適宜変更してもよい。
As described above, the
図6及び図7に示すように、遠心クラッチ部30は、基部36と、錘部31と、外輪35を含む。基部36は、入力部材14の外周に固定され、入力部材14とともに回転する円板状の部材である。基部36は、サンギア21と対向して、サンギア21よりも軸方向前側(ケース90側)に設けられている。さらに、基部36は、第2キャリア24の径方向の内側に設けられている。これにより、プーリ装置10の軸方向の長さを小さくすることが可能である。
As shown in FIGS. 6 and 7, the centrifugal
基部36の、ケース90側の面に錘部31が取り付けられている。錘部31には、球状の当接部33が設けられている。当接部33は、錘部31のケース90と対向する面から突出するように設けられており、錘部31が径方向の外側に移動したときに当接部33が外輪35と当接する。
The
図9に示すように、錘部31は、入力部材14と外輪35との間に2つ配置されている。2つの錘部31は、入力部材14の外周に沿う湾曲した形状を有しており、中心軸Cを中心に点対称となるように配置されている。錘部31は、一方の端部側において、支点32で基部36に固定され、支点32を中心として回動可能となっている。錘部31の他方の端部側に取付部34aを介して付勢部材34が取り付けられている。2つの錘部31は付勢部材34により連結されて、互いに引き寄せあう方向に付勢されている。当接部33は、錘部31の他方の端部側において支点32から離れた位置に設けられている。
As shown in FIG. 9, two
入力部材14が所定の回転数よりも小さい場合、すなわち、上述した等速モードの場合、入力部材14の回転力により生じる遠心力よりも、付勢部材34の付勢力が大きくなるように、錘部31、付勢部材34が調整されている。このため、錘部31は、入力部材14に接するように互いに引き寄せられ、外輪35とは接触しない状態で回転する。入力部材14が所定の回転数以上の場合、すなわち、上述した減速モードの場合、入力部材14の回転力により生じる遠心力が付勢部材34の付勢力よりも大きくなる。このため、図10に示すように、錘部31は、支点32を中心として入力部材14の径方向外側に移動する。そして、錘部31に設けられた当接部33が、外輪35の傾斜面35aに当接する。これにより、外輪35は軸方向に移動する。
When the
図6及び図7に示すように、外輪35は、錘部31よりも径方向外側に設けられた円環状の部材である。外輪35は、軸方向において、ケース90と第2キャリア24との間に設けられている。外輪35の外周面には、リングギア25のスプライン部25bと噛み合うスプライン溝が設けられている。外輪35は、スプライン部25bと噛み合うことでリングギア25の回転とともに中心軸Cを中心に回転する。また、外輪35は、スプライン部25bのスプライン溝に沿って軸方向に移動可能になっている。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
外輪35の内周面、すなわち、入力部材14の外周面と対向する面は、軸方向に対して傾斜する傾斜面35aとなっている。この傾斜面35aに錘部31の当接部33が当接することにより、錘部31の遠心力による径方向の力が軸方向に変換されて、外輪35が軸方向前側に移動する。また、外輪35とケース90との間には、付勢部材55及び軸受50が設けられている。付勢部材55は、外輪35を軸方向後側に押し付けるように与圧している。付勢部材55はケース90に固定されているおり、入力部材14の回転とともに回転しない。
An inner peripheral surface of the
軸受50は、1対の軌道盤51、52と、軌道盤51、52の間に設けられた転動体53とを含む。軸受50は、付勢部材55から軸方向の荷重を受けて外輪35に伝達するとともに、外輪35を回転可能に支持する。軸受50は、例えば、公知のスラスト軸受を用いることができる。
The
第1クラッチ部41は、1対の摩擦板28、38を含む。外輪35の第2キャリア24と対向する面35cに、第2キャリア24に向かって突出する突出部35eが設けられている。摩擦板38は、外輪35の突出部35eの端部に設けられている。また、摩擦板28は、摩擦板38と対向して第2キャリア24に設けられている。摩擦板28と摩擦板38とが接触して摩擦結合することにより第1クラッチ部41が締結され、摩擦板28と摩擦板38とが離隔している場合、第1クラッチ部41が解放される。摩擦板28及び摩擦板38は、例えば、円環状の部材であり、周方向に沿って摩擦板28と摩擦板38とが摩擦結合可能となっている。
The first
第2クラッチ部42は、摩擦板37、91を含む。外輪35のケース90と対向する面35bに、ケース90に向かって突出する突出部35dが設けられている。摩擦板37は、外輪35の突出部35dの端部に設けられている。また、摩擦板91は、摩擦板37と対向してケース90に設けられている。摩擦板37と摩擦板91とが接触して摩擦結合することにより第2クラッチ部42が締結され、摩擦板37と摩擦板91とが離隔している場合、第2クラッチ部42が解放される。摩擦板37及び摩擦板91は、例えば円環状となっている。
The second
図11は、遠心クラッチ部による、等速モードと減速モードとの切り換え動作を説明する説明図である。図11(A)は等速モードを示し、図11(B)は減速モードを示している。なお、図11では、遊星歯車機構20のうちサンギア21及びピニオンギア22は図示を省略している。図11(A)に示すように、等速モードでは、入力部材14の回転力により生じる遠心力よりも付勢部材34(図9参照)による付勢力が大きいため、錘部31は入力部材14側に引き寄せられる。外輪35は、付勢部材55により第2キャリア24側に押し付けられる。これにより、摩擦板38と摩擦板28とが摩擦係合し、第1クラッチ部41が締結される。また、摩擦板37と摩擦板91とは離隔し、第2クラッチ部42が解放される。
FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining the switching operation between the constant speed mode and the deceleration mode by the centrifugal clutch unit. FIG. 11A shows the constant speed mode, and FIG. 11B shows the deceleration mode. In FIG. 11, the
このようにして、外輪35と第2キャリア24とが締結される。上述したように、外輪35は、リングギア25と噛み合っておりリングギア25とともに回転する。したがって、外輪35を介して第2キャリア24とリングギア25とが締結されて、第2キャリア24に連結されたピニオンギア22(図7参照)と、リングギア25とが締結される。これにより、リングギア25とピニオンギア22との相対位置が固定されるので、遊星歯車機構20(図8参照)が、いわゆるのり付けされた状態となる。したがって、サンギア21の回転に伴って、ピニオンギア22、第1キャリア23、第2キャリア24、リングギア25が一体化して回転することとなり、第1キャリア23は、サンギア21の回転数と等速で回転する。このようにして、入力部材14の回転数が等速で第1キャリア23を介してプーリ部12に伝達される。
In this way, the
なお、図11(A)では、錘部31の当接部33と、外輪35の傾斜面35aとが接触するように示しているが、これに限られず、離隔していてもよい。当接部33を傾斜面35aに対して接触若しくは接近させて配置することで、等速モードと減速モードとを切り換える時間を短くすることができる。
In FIG. 11A, the
図11(B)に示すように、減速モードでは、入力部材14の回転力により生じる遠心力が付勢部材34(図9参照)による付勢力よりも大きくなり、錘部31は入力部材14の径方向外側に移動する。当接部33が外輪35の傾斜面35aに接触して、径方向の外側に向かう力が外輪35に加えられる。外輪35の径方向の位置は、リングギア25により規制されており、外輪35は軸方向に沿って移動可能となっている。したがって、錘部31から伝達された遠心力が、傾斜面35aにより軸方向の力に変換される。錘部31から伝達された遠心力を軸方向に変換した力が、付勢部材55の付勢力よりも大きくなり、外輪35はケース90側に押し付けられる。これにより、摩擦板37と摩擦板91とが摩擦係合し、第2クラッチ部42が締結される。また、摩擦板28と摩擦板38とは離隔し、第1クラッチ部41が解放される。
As shown in FIG. 11B, in the deceleration mode, the centrifugal force generated by the rotational force of the
このようにして、外輪35がケース90に締結されるため、外輪35に連結されたリングギア25はケース90に締結される。この場合、第2キャリア24とリングギア25とが第1クラッチ部41により解放されているため、第2キャリア24は入力部材14の中心軸Cを中心に回転可能となり、第2キャリア24に連結されたピニオンギア22(図8参照)は、ピニオン中心軸Cp1を中心として自転しつつ、入力部材14の中心軸Cを中心に公転する。これにより、遊星歯車機構20(図8参照)の減速比に応じて、サンギア21の回転数よりも低減された回転数で、第1キャリア23が回転する。このようにして、本実施形態のプーリ装置10は、エンジンの回転数が所定の回転数以上の場合に、入力部材14の回転数よりも低減された回転数が第1キャリア23を介してプーリ部12に伝達される。
Since the
したがって、本実施形態のプーリ装置10によれば、オルタネータ等の補機に伝達される回転数を低減させることができるので、必要以上の回転数で補機が駆動されることを抑制することができ、燃費の向上や長寿命化が可能である。また、本実施形態では、錘部31の遠心力と、付勢部材55の押圧力とで、等速モードと減速モードとの切り替えが可能となっている。したがって、等速モードと減速モードとを切り換えるための電源や油圧系統をプーリ装置10に設ける必要がなく、簡便な構成とすることができる。
Therefore, according to the
本実施形態では、入力部材14(サンギア21)を入力とし、第1キャリア23を出力として示したが、ISGオルタネータが駆動側となりエンジンが従動側となる場合、すなわち、第1キャリア23を入力とし入力部材14(サンギアを21)を出力とした場合であってもよい。第1クラッチ部41及び第2クラッチ部42は、摩擦板28、37、38、91の摩擦結合により、締結と解放とを切り換え可能であるため、トルクの向きが反転した場合であっても回転力を伝達できる。
In the present embodiment, the input member 14 (sun gear 21) is input and the
以上説明したように、本実施形態のプーリ装置10は、エンジンの入力部材14に設けられ、エンジンからの回転力を補機に伝達し、又は、補機からの回転力を入力部材14に伝達するためのプーリ部12と、入力部材14とプーリ部12との間で回転力を伝達する遊星歯車機構20と、入力部材14に設けられ、入力部材14とともに回転して、遊星歯車機構20の締結と解放とを切り換える遠心クラッチ部30と、を備え、入力部材14の回転数が所定の回転数よりも小さい場合に、遊星歯車機構20は遠心クラッチ部30により締結されることで、遊星歯車機構20が一体となって回転し、入力部材14の回転数が等速でプーリ部12に伝達され、入力部材14の回転数が所定の回転数以上の場合に、遊星歯車機構20は遠心クラッチ部30により解放され、遊星歯車機構20により入力部材14の回転数よりも低減された回転数がプーリ部12に伝達される。
As described above, the
これによれば、遠心クラッチ部30及び遊星歯車機構20を設けることにより、プーリ部12に伝達される回転数の等速と減速とが切り換えられるため、エンジンが高回転時に補機に伝達される回転数を低減させることができる。また、入力部材14の遠心力により遠心クラッチ部30が動作するため、等速と減速とを切り換えるための電源や油圧系統を設ける必要がなく、プーリ装置10を簡便な構成とすることができる。さらに、一方向クラッチが用いられていないため、エンジンが駆動側になった場合であっても、補機側が駆動側になった場合であっても、回転力を従動側の回転軸に伝達することができる。
According to this, since the centrifugal
本実施形態のプーリ装置10において、遠心クラッチ部30は、入力部材14とともに回転し、入力部材14の径方向に移動可能な錘部31と、錘部31の径方向の移動に伴って、入力部材14の軸方向に沿って移動可能な外輪(可動部)35とを有する。これによれば、遠心クラッチ部30は、入力部材14の回転力により錘部31に生じる遠心力を、入力部材14の軸方向に沿った方向に変換することができる。このため、方向クラッチを設けることなく簡便な構成で遊星歯車機構20の締結と解放とを切り換えることができる。また、トルクの方向が反転した場合であっても回転力の伝達が可能であり、ISGに対応することができる。
In the
本実施形態のプーリ装置10において、外輪35と遊星歯車機構20との間に配置され、外輪35と遊星歯車機構20とを摩擦力により締結する摩擦板(第1摩擦結合部)28、38を含む第1クラッチ部41と、外輪35に対して第1クラッチ部41と反対側に配置され、外輪35とケース90とを摩擦力により締結する摩擦板(第2摩擦結合部)37、91を含む第2クラッチ部とを有し、入力部材14の回転数が所定の回転数よりも小さい場合に、第1クラッチ部41が締結されるとともに第2クラッチ部42が解放され、入力部材14の回転数が所定の回転数以上の場合に、第1クラッチ部41が解放されるとともに第2クラッチ部42が締結される。これによれば、外輪35が入力部材14の軸方向に移動することにより、第1クラッチ部41及び第2クラッチ部42の締結と解放とが切り換えられるため、簡便な構成で入力部材14の回転数に応じて遊星歯車機構20の締結と解放とが切り換えられる。
In the
本実施形態のプーリ装置10において、遊星歯車機構20は、入力部材14と連結されるサンギア21と、サンギア21と噛み合うピニオンギア22と、ピニオンギア22と噛み合うリングギア25と、ピニオンギア22が自転できるように、かつ、ピニオンギア22がサンギア21を中心に公転できるようにピニオンギア22を保持する第1キャリア23及び第2キャリア24と、を有する。これによれば、遊星歯車機構20の減速比(サンギア21と第1キャリア23との回転比)に応じてサンギア21の回転数よりも低減された回転数が出力されるので、補機に伝達される回転数を低減させることができる。
In the
本実施形態のプーリ装置10において、外輪35は、リングギア25と噛み合ってリングギア25の内方に配置される。これによれば、外輪35の締結を切り換えることで、リングギア25の締結状態を切り換えることができるので、遠心クラッチ部30の動作により遊星歯車機構20の減速比を変更することができる。
In the
本実施形態のプーリ装置10において、遠心クラッチ部30は、入力部材14の回転数が所定の回転数よりも小さい場合、第2キャリア24とリングギア25とを締結する。これによれば、第2キャリア24とリングギア25とが締結されることにより、遊星歯車機構20がいわゆるのり付けされた状態となり、入力部材14の回転とともにサンギア21、ピニオンギア22、リングギア25、第1キャリア23及び第2キャリア24が一体となって回転する。したがって、入力部材14の回転数が等速でプーリ部12に伝達される。
In the
本実施形態のプーリ装置10において、遠心クラッチ部30は、入力部材14の回転数が所定の回転数以上の場合、リングギア25をケース90(固定部)に締結する。これによれば、リングギア25がケース90に固定されることで、入力部材14の回転とともにサンギア21が回転し、第1キャリア23はサンギア21の回転数よりも小さい回転数で回転する。したがって、遊星歯車機構20の減速比に応じて入力部材14の回転数よりも低減された回転数が、第1キャリア23からプーリ部12に伝達される。
In the
(第2の実施形態)
図12は、第2の実施形態に係るプーリ装置の構成を示す説明図である。なお、上述した実施形態と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する場合がある。本実施形態のプーリ装置10Aは、プーリ部12と、遊星歯車機構20Aと、遠心クラッチ部30Aとを備える。
(Second Embodiment)
FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating a configuration of the pulley device according to the second embodiment. In addition, about the structure similar to embodiment mentioned above, the same code | symbol may be attached | subjected and description may be abbreviate | omitted. The
遊星歯車機構20Aは、サンギア61と、第1ピニオンギア62Aと、第2ピニオンギア62Bと、第1キャリア63と、第2キャリア64と、リングギア65とを含む。本実施形態の遊星歯車機構20Aは、いわゆるダブルピニオン式の遊星歯車機構である。サンギア61は、入力部材14に連結され、入力部材14とともに回転(自転)する。サンギア61は、入力部材14を介して回転力が伝達され、中心軸Cを中心に回転する。
The
第1ピニオンギア62Aは、サンギア61と噛み合う。第2ピニオンギア62Bは、第1ピニオンギア62Aと噛み合う。第1キャリア63及び第2キャリア64は、第1ピニオンギア62Aがピニオン中心軸Cp2を中心に回転(自転)できるように第1ピニオンギア62Aを保持する。また、第1キャリア63及び第2キャリア64は、第2ピニオンギア62Bがピニオン中心軸Cp3を中心に回転(自転)できるように第2ピニオンギア62Bを保持する。
First pinion gear 62 </ b> A meshes with
第1キャリア63及び第2キャリア64は、中心軸Cを中心に回転(自転)できるように設けられている。このような構造により、第1ピニオンギア62A及び第2ピニオンギア62Bは、サンギア61を中心に、すなわち中心軸Cを中心に公転できるように第1キャリア63及び第2キャリア64に保持される。第1ピニオンギア62Aは、第2キャリア64を介して遠心クラッチ部30Aと連結され、かつ、第2ピニオンギア62Bは、第2キャリア64を介して遠心クラッチ部30Aと連結される。
The
リングギア65は、第2ピニオンギア62Bと噛み合い、中心軸Cを中心に回転(自転)できる。プーリ部12はリングギア65と連結され、リングギア65と一体となって中心軸Cを中心に回転する。本実施形態の遊星歯車機構20Aは、入力がサンギア61であり、出力がリングギア65である。
The
遊星歯車機構20Aが遠心クラッチ部30Aにより締結されていない場合、エンジンの回転力が入力部材14に伝達されると、第1ピニオンギア62A及び第2ピニオンギア62Bは、第1キャリア63及び第2キャリア64を介してピニオン中心軸Cp2、Cp3を中心に回転(自転)しながら、中心軸Cを中心に回転(公転)する。これにより、遊星歯車機構20Aにより入力部材14の回転数よりも低減された回転数が、プーリ部12に伝達される。
When the
遠心クラッチ部30Aは、エンジンのケース90と遊星歯車機構20Aと間に配置される。遠心クラッチ部30Aは、錘部31と、外輪35と、第1クラッチ部41Aと、第2クラッチ部42Aと、第1可動部39と、第2可動部40とを含む。
The centrifugal
錘部31は、第2可動部40を介して入力部材14に連結され、入力部材14とともに中心軸Cを中心に回転する。第2可動部40は、サンギア61と連結されており、入力部材14の軸方向に移動可能となっている。錘部31は、所定の回転数以上の場合に径方向外側に移動し、所定の回転数よりも小さい場合に径方向の内側に移動する。外輪35は、錘部31の径方向外側に配置されている。錘部31は、径方向の移動に伴って外輪35に接触することで、錘部31に連結された第2可動部40が、入力部材14の軸方向に沿って移動可能となっている。
The
第1可動部39は、第2可動部40とエンジンのケース90との間に設けられている。第1可動部39は、第2キャリア64に連結されて、第2キャリア64とともに中心軸Cを中心に回転可能となっている。また、第1可動部39は、入力部材14の軸方向に沿って移動可能となっている。第1可動部39とケース90との間に付勢部材55が設けられており、第1可動部39は、付勢部材55によって軸方向後側(遊星歯車機構20A側)に押し付けられる付勢力が加えられる。また、第2可動部40と第1可動部39とは、軸受50を介して軸方向に連結されている。つまり、付勢部材55の付勢力は、第1可動部39及び軸受50を介して第2可動部40に伝達される。錘部31に生じる遠心力を軸方向に変換した力が付勢部材55の付勢力以上に大きくなると、第2可動部40は軸方向前側(ケース90側)に移動し、第2可動部40に連結された第1可動部39も軸方向前側に移動する。また、錘部31に生じる遠心力を軸方向に変換した力が付勢部材55の押圧力よりも小さくなると、第1可動部39及び第2可動部40は軸方向後側(遊星歯車機構20A側)に移動する。
The first
第1クラッチ部41Aは、第2可動部40と第2キャリア64との間に設けられており、第1クラッチ部41Aによりサンギア61と第2キャリア64との締結と解放とが切り換えられる。また、第2クラッチ部42Aは第1可動部39とケース90との間に設けられており、第2クラッチ部42Aにより第2キャリア64とケース90との締結と解放とが切り換えられる。
The first
第1クラッチ部41A及び第2クラッチ部42Aは、第1の実施形態と同様に摩擦板等の摩擦結合部を含み、摩擦力により第1可動部39又は第2可動部40を締結することができる。この場合、第1クラッチ部41A及び第2クラッチ部42Aは、トルクの方向によらず締結と解放とが切り換えられる。したがって、本実施形態のプーリ装置10Aにおいても、プーリ装置10Aに伝達されるトルクの方向が反転した場合であっても、プーリ部12を介してエンジンの回転力を補機側に伝達し、又は、プーリ部12を介して補機側の回転力をエンジン側に伝達することができる。
The first
本実施形態のプーリ装置10Aにおいて、入力部材14が所定の回転数よりも小さい場合に、錘部31の遠心力を軸方向に変換した力よりも、付勢部材55による付勢力が大きくなるように錘部31及び付勢部材55が設定されている。このため、錘部31は入力部材14側に位置し、第1可動部39は付勢部材55の付勢力により軸方向後側(遊星歯車機構20A側)に移動する。第2可動部40は、第1可動部39の移動とともに軸方向後側に移動する。これにより、第1クラッチ部41Aが締結され、第2クラッチ部42Aが解放される。
In the
これにより、第2キャリア64は、第2クラッチ部42Aが解放されることにより固定部であるケース90に固定されず、かつ、第1クラッチ部41Aが締結されることによりサンギア61と連結される。すなわち、サンギア61は、第2キャリア64を介して第1ピニオンギア62A及び第2ピニオンギア62Bと固定されるので、遊星歯車機構20Aがいわゆるのり付けされた状態となる。したがって、サンギア61の回転に伴って、第1ピニオンギア62A及び第2ピニオンギア62B、第1キャリア63、第2キャリア64、リングギア65が一体化して回転する。このようにして、リングギア65は、サンギア61の回転数と等速で回転するので、入力部材14の回転数が等速でリングギア65を介してプーリ部12に伝達される。
As a result, the
本実施形態のプーリ装置10Aにおいて、入力部材14が所定の回転数よりも小さい場合に、錘部31の遠心力を軸方向に変換した力が、付勢部材55による付勢力よりも大きくなる。錘部31は、遠心力により入力部材14の径方向外側に移動し、外輪35に当接して軸方向前側(ケース90側)に移動する。第1可動部39及び第2可動部40は、錘部31の移動に伴って軸方向前側に移動する。これにより、第1クラッチ部41Aが解放され、第2クラッチ部42Aが締結される。
In the
第2キャリア64は、第2クラッチ部42Aが締結されることにより固定部であるケース90に固定され、中心軸Cを中心に回転(自転)しなくなる。第1ピニオンギア62A及び第2ピニオンギア62Bは、第1クラッチ部41Aが解放されることによりサンギア61と固定されず、それぞれピニオン中心軸Cp2、Cp3を中心に回転(自転)可能となっている。したがって、サンギア61の回転に伴って、第1ピニオンギア62A及び第2ピニオンギア62Bがピニオン中心軸Cp2、Cp3を中心に自転する。遊星歯車機構20Aの減速比(サンギア61とリングギア65との回転比)に応じてサンギア61の回転数よりも低減された回転数がリングギア65に伝達される。このようにして遊星歯車機構20Aにより入力部材14の回転数よりも低減された回転数が、リングギア65からプーリ部12に伝達される。
The
以上説明したように、本実施形態のプーリ装置10Aにおいて、遊星歯車機構20Aは、入力部材14と連結されるサンギア61と、サンギア61と噛み合う第1ピニオンギア62Aと、第1ピニオンギア62Aと噛み合う第2ピニオンギア62Bと、第2ピニオンギア62Bと噛み合うリングギア65と、第1ピニオンギア62A及び第2ピニオンギア62Bが自転できるように、かつ、第1ピニオンギア62A及び第2ピニオンギア62Bがサンギア61を中心に公転できるように第1ピニオンギア62A及び第2ピニオンギア62Bを保持する第1キャリア63及び第2キャリア64と、を有する。いわゆるダブルピニオン式の遊星歯車機構20Aであっても、入力部材14の回転数が等速でプーリ部12に伝達される等速モードと、入力部材14の回転数よりも低減された回転数がプーリ部12に伝達される減速モードとを切り換えることが可能である。
As described above, in the
本実施形態のプーリ装置10Aにおいて、第1可動部39及び第2可動部40は、第2キャリア64と連結される。第1可動部39及び第2可動部40の締結を切り換えることで、第2キャリア64の締結状態を切り換えることができるので、遠心クラッチ部30Aの動作により遊星歯車機構20Aの減速比を変更することができる。また、第2キャリア64に、第1可動部39及び第2可動部40が連結される構成とすることで、遊星歯車機構20Aの構成を第1の実施形態に比べて簡略化することができる。
In the
本実施形態のプーリ装置10Aにおいて、遠心クラッチ部30Aは、入力部材14の回転数が所定の回転数よりも小さい場合、第2キャリア64とサンギア61とを締結する。第2キャリア64とサンギア61とが締結されることにより、遊星歯車機構20Aがいわゆるのり付けされた状態となり、入力部材14の回転とともにサンギア61、第1ピニオンギア62A、第2ピニオンギア62B、リングギア65、第1キャリア63及び第2キャリア64が一体となって回転する。したがって、入力部材14の回転数が等速でプーリ部12に伝達される。
In the
本実施形態のプーリ装置10Aにおいて、遠心クラッチ部30は、入力部材14の回転数が所定の回転数以上の場合、第2キャリア64をケース90に締結する。これによれば、第2キャリア64が固定されることで、入力部材14の回転とともにサンギア61が回転し、リングギア65は、第1ピニオンギア62A及び第2ピニオンギア62Bを介してサンギア61の回転数よりも小さい回転数で回転する。したがって、遊星歯車機構20Aの減速比に応じて入力部材14の回転数よりも低減された回転数がリングギア65からプーリ部12に伝達される。
In the
(第3の実施形態)
図13は、第3の実施形態に係るプーリ装置の構成を示す説明図である。なお、上述した実施形態と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する場合がある。
(Third embodiment)
FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating a configuration of the pulley device according to the third embodiment. In addition, about the structure similar to embodiment mentioned above, the same code | symbol may be attached | subjected and description may be abbreviate | omitted.
図13に示すように本実施形態のプーリ装置10Bは、プーリ部12と、遊星歯車機構20Bと、遠心クラッチ部30Bとを備える。本実施形態において、プーリ部12は、遊星歯車機構20B及び遠心クラッチ部30Bを介して入力部材14に接続される。遠心クラッチ部30Bは、第1クラッチ部41Bと、第2クラッチ部42Bとを含み、第1クラッチ部41B及び第2クラッチ部42Bは、いずれも入力部材14に接続される。エンジンのクランクシャフト(図示を省略する)に接続された入力部材14と、遊星歯車機構20Bとの接続状態を、2つのクラッチ部(第1クラッチ部41B及び第2クラッチ部42B)が切り換えることにより、上述した等速モードと減速モードとが切り換え可能となっている。
As shown in FIG. 13, the
図13に示すように、遊星歯車機構20Bは、サンギア21と、ピニオンギア22と、第1キャリア23と、第2キャリア24と、リングギア25とを含む。サンギア21は、中心軸Cを中心に回転(自転)しないように、例えばケース90等の固定部に固定される。ピニオンギア22は、サンギア21と噛み合う。ピニオンギア22は、ピニオン中心軸Cp1を中心に回転(自転)できるように、かつ、サンギア21を中心に、すなわち中心軸Cを中心に公転できるように、第1キャリア23及び第2キャリア24に保持される。
As shown in FIG. 13, the
ピニオンギア22は、第1キャリア23を介してプーリ部12に接続され、第1キャリア23の回転数がプーリ部12に伝達される。また、ピニオンギア22は、第2キャリア24を介して遠心クラッチ部30Bの第1クラッチ部41Bに接続される。言い換えると、第1クラッチ部41Bは、入力部材14と、第1キャリア23及び第2キャリア24との間の接続状態を切り換えることができる。
The
リングギア25は、ピニオンギア22と噛み合い、中心軸Cを中心に回転(自転)可能となっている。また、リングギア25は、遠心クラッチ部30Bの第2クラッチ部42Bに接続される。第2クラッチ部42Bは、入力部材14と、リングギア25との間の接続状態を切り換えることができる。
The
第1クラッチ部41B及び第2クラッチ部42Bは、入力部材14に接続されているので、エンジンのクランクシャフトから伝達される回転力によって、入力部材14とともに回転する。例えば、入力部材14が所定の回転数よりも小さい場合、すなわち等速モードの場合、第1クラッチ部41Bが締結され、第2クラッチ部42Bが解放される。入力部材14が所定の回転数以上の場合、すなわち減速モードの場合、第1クラッチ部41Bが解放され、第2クラッチ部42Bが締結される。なお、遠心クラッチ部30Bの具体的な構成の一例については後述する。
Since the first
本実施形態のプーリ装置10Bは、等速モードにおいて、第1クラッチ部41Bが締結されているので、入力部材14の回転数(すなわちエンジン回転数)が、等速で第2キャリア24及び第1キャリア23に伝達される。上述のように、サンギア21はケース90に固定され回転しない。また、リングギア25は、第2クラッチ部42Bが解放されているので、入力部材14に対して固定されていない状態となる。つまり、リングギア25は、ピニオンギア22から伝達される回転力に対する反力を受けることができないため、ピニオンギア22の回転を阻害しない。
In the
したがって、リングギア25及びピニオンギア22は、入力部材14の回転数をプーリ部12に伝達する際に邪魔にならないので、入力部材14の回転数が、第2キャリア24及び第1キャリア23を介して、等速でプーリ部12に伝達される。つまり、等速モードにおいて、第2キャリア24及び第1キャリア23は、遊星歯車機構20Bの入力であり、かつ、出力であり、遊星歯車機構20Bにより回転数が減速されないようになっている。このような動作により、等速モードにおいて、入力部材14の回転数が等速でプーリ部12に伝達され、入力部材14とプーリ部12との回転数を一致させることができる。
Therefore, since the
減速モードにおいて、第2クラッチ部42Bが締結されているので、入力部材14の回転数(すなわちエンジン回転数)が、等速でリングギア25に伝達される。一方、第1クラッチ部41Bは解放されているので、ピニオンギア22は、入力部材14と切り離された状態であり、リングギア25の回転に伴って、ピニオン中心軸Cp1を中心に回転(自転)しつつ、中心軸Cを中心に公転する。そして、遊星歯車機構20Bの減速比に応じて、リングギア25の回転数よりも低減された回転数が、ピニオンギア22及び第1キャリア23を介してプーリ部12に伝達される。このように、本実施形態のプーリ装置10Bは、減速モードにおいて、プーリ部12の回転数を入力部材14よりも小さくすることができる。
Since the second
ここで、遊星歯車機構20Bの減速比とは、遊星歯車機構20Bの入力であるリングギア25と、出力である第1キャリア23との回転比である。ここで、サンギア21の歯数をz1とし、リングギア25の歯数をz2とし、サンギア21の歯数z1とリングギア25の歯数z2との比をi(=z2/z1)とする。この場合、プーリ部12の回転数、すなわち第1キャリア23の回転数は、入力部材14の回転数のi/(1+i)倍となる。例えば、i=2とすると、第1キャリア23の回転数は、入力部材14の2/3の回転数となる。つまり、プーリ部12の回転数は、入力部材14の2/3の回転数に減速される。
Here, the reduction ratio of the
以上説明したように、本実施形態のプーリ装置10Bは、エンジンのクランクシャフトの端部にクランクシャフトと同軸で配置され、オルタネータを含む補機に駆動力を伝達するベルトと連結されるプーリ部12を有するプーリ装置10Bであって、プーリ装置10B内に配置された遊星歯車機構20Bと、クランクシャフトに接続された入力部材14と遊星歯車機構20Bとの接続状態を切り換える2つのクラッチ部(第1クラッチ部41B、第2クラッチ部42B)とを有し、2つのクラッチ部の切り換え動作により、入力部材14よりもプーリ部12の回転数を小さくする減速モードと、入力部材14とプーリ部12との回転数を一致させる等速モードとを有し、2つのクラッチ部は入力部材14に接続される。
As described above, the
この構成によれば、第1クラッチ部41Bと第2クラッチ部42Bとが、いずれも入力部材14に接続されており、第1クラッチ部41B及び第2クラッチ部42Bの、締結と解放とを切り換えることにより、入力部材14と遊星歯車機構20Bとの接続状態を切り換えることができる。これにより、等速モードと減速モードとを切り換えることができる。
According to this configuration, the first
また、本実施形態では、第1クラッチ部41B及び第2クラッチ部42Bの2つのクラッチ部が、いずれも入力部材14に接続されているので、入力部材14の回転数を遊星歯車機構20Bに伝達する構成を簡便にすることができる。具体的には、第1の実施形態に示す、外輪(可動部)35、リングギア25等の構成(図6、7参照)を簡略化することができ、又は、第2の実施形態に示す第1可動部39及び第2可動部40(図12参照)等の可動部を省略できる。
Further, in the present embodiment, since the two clutch portions of the first
また、本実施形態のプーリ装置10Bにおいて、遊星歯車機構20Bは、固定部に固定されるサンギア21と、サンギア21と噛み合うピニオンギア22と、ピニオンギア22と噛み合うリングギア25と、ピニオンギア22が自転できるように、かつ、ピニオンギア22がサンギア21を中心に公転できるようにピニオンギア22を保持する第1キャリア23及び第2キャリア24と、を有する。2つのクラッチ部は、第1クラッチ部41Bと、第2クラッチ部42Bとを含む。等速モードにおいて、第1クラッチ部41Bは、入力部材14と第2キャリア24とを締結し、第2クラッチ部42Bは、入力部材14とリングギア25との接続を解除する。減速モードにおいて、第1クラッチ部41Bは、入力部材14と第2キャリア24との接続を解除し、第2クラッチ部42Bは、入力部材14とリングギア25とを締結する。
In the
これによれば、等速モードにおいて、入力部材14から第2キャリア24に入力された回転数が、遊星歯車機構20Bにより減速されずに、等速で第2キャリア24及び第1キャリア23を介してプーリ部12に出力される。一方、減速モードにおいて、入力部材14からリングギア25に入力された回転数が、遊星歯車機構20Bにより減速されて、減速された回転数が第1キャリア23からプーリ部12に出力される。このように、入力部材14に接続された2つのクラッチ部により、遊星歯車機構20Bの接続状態が切り換えられ、減速モードと等速モードとを切り換えることができる。
According to this, in the constant speed mode, the rotational speed input from the
次に、本実施形態の遠心クラッチ部30Bの構成の一例について説明する。図14は、第3の実施形態に係る遠心クラッチ部の、等速モードを示す断面図である。図15は、第3の実施形態に係る遠心クラッチ部の、減速モードを示す断面図である。
Next, an example of the configuration of the centrifugal
図14及び図15に示すように、遠心クラッチ部30Bは、第1環状部71と、第2環状部72と、第3環状部73と、爪部75とを有する。第1環状部71は、環状の部材であり、入力部材14(図13参照)に接続され、入力部材14と同じ回転数で回転する。第2環状部72は、環状の部材であり、第1環状部71の径方向内側において第1環状部71の内周と対向して設けられ、第2キャリア24を介してピニオンギア22(図13参照)に接続される。第3環状部73は、環状の部材であり、第1環状部71の径方向外側において第1環状部71の外周を囲んで設けられ、リングギア25(図13参照)に接続される。
As shown in FIGS. 14 and 15, the centrifugal
爪部75は、第1環状部71の周方向に沿って複数設けられる。爪部75は、支点75aを中心に、回転可能に設けられている。第2環状部72の外周面には、径方向内側に凹む切り欠き部72aが設けられている。爪部75が径方向内側に回転した場合に、爪部75の端部が切り欠き部72aと噛み合うようになっている。第3環状部73の内周面には、径方向外側に凹む切り欠き部73aが設けられており、爪部75が径方向外側に回転した場合に、爪部75の端部が切り欠き部73aと噛み合うようになっている。
A plurality of
各爪部75に対応して支点75aの近傍に付勢部材76が設けられている。付勢部材76は、例えば、ねじりばねであり、一端側が接続部77を介して爪部75に接続され、他端側が接続部78を介して第1環状部71に接続される。接続部77及び接続部78は、例えば、ねじ部材やピン状の部材である。付勢部材76により、径方向内側に向かう方向の付勢力が爪部75に加えられる。爪部75の端部は、遠心力が加えられていない状態において、付勢部材76の付勢力により、第1環状部71の内周面よりも径方向内側に向かって突出する。なお、本実施形態では、4つの爪部75が設けられているが、これに限定されるものではなく、適宜変更してもよい。例えば、1つの爪部75が設けられていてもよく、2つ、3つ、又は5つ以上の爪部75が設けられていてもよい。
A biasing
本実施形態において、第1クラッチ部41Bは、第1環状部71、第2環状部72及び爪部75を含む。第2クラッチ部42Bは、第1環状部71、第3環状部73及び爪部75を含む。第1環状部71は、第1クラッチ部41B及び第2クラッチ部42Bに兼用されているため、遠心クラッチ部30Bの構成を簡便にすることができる。
In the present embodiment, the first
図14に示すように、等速モードにおいて、第1環状部71は、入力部材14と接続されているので、入力部材14と等速に、所定の回転数よりも小さい回転数で回転する。この際、付勢部材76の付勢力は、爪部75に加えられる遠心力よりも大きくなるように設定されている。このため、爪部75は、付勢部材76の付勢力により、径方向内側に回転し、爪部75の端部は、第1環状部71の内周面よりも径方向内側に突出する。
As shown in FIG. 14, in the constant speed mode, the first
爪部75の端部が切り欠き部72aと噛み合うことで、第1環状部71と第2環状部72とが連結される。第2環状部72は、爪部75を介して第1環状部71から回転力が伝達され、第1環状部71と同じ方向(例えば矢印Dに示す方向)に回転する。これにより、第1クラッチ部41Bが締結された状態となり、入力部材14と第1キャリア23とが、第1環状部71及び第2環状部72を介して連結される。
The first
一方、第3環状部73の切り欠き部73aは、爪部75と離隔しているので、第3環状部73は、第1環状部71とともに回転しないようになっている。これにより、第2クラッチ部42Bが解放され、第1環状部71に接続された入力部材14と、第3環状部73に接続されたリングギア25との連結が解除される。なお、等速モードにおいて、第3環状部73はリングギア25の回転とともに回転可能になっている。第3環状部73は第1環状部71と連結されていない状態であるため、第3環状部73が回転した場合であっても、第1クラッチ部41B及び第2クラッチ部42Bの接続状態は影響を受けないようになっている。
On the other hand, the
図15に示すように、減速モードにおいて、第1環状部71は、入力部材14と等速に、所定の回転数以上の回転数で回転する。この際、付勢部材76の付勢力は、爪部75に加えられる遠心力よりも小さくなるように設定されている。このため、爪部75は、第1環状部71の回転により発生する遠心力により、径方向外側に向かって回転し、爪部75の端部は、第1環状部71の外周面よりも径方向外側に突出する。
As shown in FIG. 15, in the deceleration mode, the first
爪部75の端部が切り欠き部73aと噛み合うことで、第1環状部71と第3環状部73とが連結される。第3環状部73は、爪部75を介して第1環状部71から回転力が伝達され、第1環状部71と同じ方向(例えば矢印Eに示す方向)に回転する。これにより、第2クラッチ部42Bが締結された状態となり、入力部材14とリングギア25とが、第1環状部71及び第3環状部73を介して連結される。
The first
一方、第2環状部72の切り欠き部72aは、爪部75と離隔しているので、第2環状部72は、第1環状部71とともに回転しないようになっている。これにより、第1クラッチ部41Bが解放され、第1環状部71に接続された入力部材14と、第2環状部72に接続されたピニオンギア22との連結が解除される。なお、減速モードにおいて、上述のようにピニオンギア22はリングギア25の回転とともに回転する。すなわち、第2環状部72はピニオンギア22の回転とともに回転可能になっている。第2環状部72は第1環状部71に固定されていない状態であるため、第2環状部72が回転した場合であっても、第1クラッチ部41B及び第2クラッチ部42Bの接続状態は影響を受けないようになっている。
On the other hand, the
以上のように、遠心クラッチ部30Bの2つのクラッチ部(第1クラッチ部41B及び第2クラッチ部42B)は、入力部材14に接続された第1環状部71と、第1環状部71の径方向内側に設けられた第2環状部72と、第1環状部71の径方向外側に設けられた第3環状部73と、第1環状部71に設けられ、付勢部材76により径方向内側に付勢された爪部75とを有する。等速モードにおいて、爪部75が第2環状部72と噛み合って第1環状部71と第2環状部72が連結され、減速モードにおいて、付勢部材76の付勢力よりも大きい遠心力が爪部75に加わり、爪部75が第3環状部73と噛み合って第1環状部71と第3環状部73が連結される。
As described above, the two clutch portions (the first
この構成により、入力部材14の回転数、すなわちエンジンの回転数に応じて、第1クラッチ部41B及び第2クラッチ部42Bの締結と解放とを切り換えることができる。第1クラッチ部41B及び第2クラッチ部42Bの切り換え動作により、入力部材14と、遊星歯車機構20Bとの接続状態が切り換え可能となっている。なお、図14及び図15に示す遠心クラッチ部30Bは、あくまで一例であり、エンジンの回転数に応じて、2つのクラッチ部(第1クラッチ部41B及び第2クラッチ部42B)の締結と解放とを切り換え可能な構成であればよい。例えば、第1環状部71は、第1クラッチ部41B及び第2クラッチ部42Bに兼用されているが、第1クラッチ部41B及び第2クラッチ部42Bのそれぞれに、入力部材14と接続された環状部を設ける構成であってもよい。
With this configuration, it is possible to switch between engagement and disengagement of the first
図16は、第3の実施形態のプーリ部及びオルタネータプーリ部の回転数と、エンジン回転数との関係を模式的に示すグラフである。図16のグラフ3に示す点線Rp2は、従来例のプーリ装置を用いた場合、すなわち、第1クラッチ部41B及び第2クラッチ部42Bが設けられていない等速モードのみのプーリ装置を用いた場合の、オルタネータプーリ部101(図1参照)の回転数である。図16の点線Rc2は、本実施形態のプーリ装置10Bの第1キャリア23の回転数、すなわち、プーリ部12から補機側に出力される回転数を示す。図16の実線Ro2は、本実施形態のプーリ装置10Bを用いた場合のオルタネータプーリ部101(図1参照)の回転数である。
FIG. 16 is a graph schematically showing the relationship between the rotation speed of the pulley section and the alternator pulley section of the third embodiment and the engine rotation speed. The dotted line Rp2 shown in the graph 3 of FIG. 16 shows the case where the pulley device of the conventional example is used, that is, the case where the pulley device only in the constant speed mode without the first
本実施形態において、プーリ部12の直径D1と、オルタネータプーリ部101の直径D2との比(D1/D2)は、例えば、D1/D2=2.3であり、プーリ部12の回転数に対して、2.3倍の回転数でオルタネータプーリ部101が回転する。従来例のプーリ装置を用いた場合(点線Rp2)、エンジンの回転数に比例してオルタネータプーリ部101の回転数が増加する。エンジン回転数が、所定の回転数Rs(例えば3500(1/min))以上の高回転時においても、オルタネータプーリ部101の回転は、エンジン回転数の2.3倍に比例して増加する。
In the present embodiment, the ratio (D1 / D2) of the diameter D1 of the
本実施形態のプーリ装置10Bにおいて、上述のように等速モードと減速モードとを切り換え可能である。図16に示すように、エンジンンの回転数が所定の回転数Rsよりも小さい低回転時には、プーリ装置10Bは上述の等速モードで動作する。第1キャリア23の回転数(点線Rc2)は、エンジン回転数と比例して、エンジン回転数と一致した回転数で上昇する。また、オルタネータの回転数(実線Ro2)は、エンジン回転数の2.3倍に比例して上昇する。
In the
エンジンンの回転数が、所定の回転数Rs以上の高回転時には、プーリ装置10Bは上述の減速モードで動作し、第1キャリア23の回転数(点線Rc2)は、エンジン回転数よりも減速された回転数となる。この場合、遊星歯車機構20Bの減速比(入力部材14と第1キャリア23との回転比)は、3/2であり、第1キャリア23の回転数(点線Rc2)は、エンジン回転数に対して2/3に減速された回転数となる。また、オルタネータの回転数(実線Ro2)は、減速された第1キャリア23の回転数(点線Rc2)が伝達され、上述したプーリ径の比に応じて第1キャリア23の回転数(点線Rc2)を2.3倍した回転数となる。なお、プーリ径の比及び遊星歯車機構20Bの減速比は、一例であり、適宜変更することができる。
When the engine speed is higher than the predetermined speed Rs, the
このように、本実施形態のプーリ装置10Bは、エンジンの回転数が所定の回転数Rs以上の場合に、オルタネータ等の補機に伝達される回転数を低減させることができる。したがって、必要以上の回転数で補機が駆動されることを抑制することができ、燃費の向上や長寿命化が可能である。
Thus, the
以上説明したプーリ装置10、10A、10Bの構成は適宜変更してもよい。例えば、錘部31、外輪35等の形状や動作はあくまで一例であり、他の構成であってもよい。また、遊星歯車機構20、20A、20Bについても上述の構成に限定されず、適宜変更することができる。
You may change suitably the structure of the pulley apparatuses 10 and 10A demonstrated above. For example, the shapes and operations of the
10、10A、10B プーリ装置
12 プーリ部
14 入力部材
20、20A、20B 遊星歯車機構
21、61 サンギア
22 ピニオンギア
62A 第1ピニオンギア
62B 第2ピニオンギア
23、63 第1キャリア
23a 底部
23b 側部
24、64 第2キャリア
25、65 リングギア
25a 内歯車部
25b スプライン部
27 ピン
28、37、38、91 摩擦板
30、30A、30B 遠心クラッチ部
31 錘部
32 支点
33 当接部
34 付勢部材
35 外輪
36 基部
39 第1可動部
40 第2可動部
41、41A、41B 第1クラッチ部
42、42A、42B 第2クラッチ部
50 軸受
55 付勢部材
71 第1環状部
72 第2環状部
73 第3環状部
75 爪部
76 付勢部材
77、78 接続部
90 ケース
101 オルタネータプーリ部
102 ウォータポンププーリ部
103 テンショナ
104 エアコンプレッサプーリ部
B ベルト
10, 10A,
Claims (6)
前記プーリ装置内に配置された遊星歯車機構と、
前記クランクシャフトに接続された入力部材と前記遊星歯車機構との接続状態を切り換える2つのクラッチ部とを有し、
前記2つのクラッチ部の切り換え動作により、前記入力部材よりも前記プーリ部の回転数を小さくする減速モードと、前記入力部材と前記プーリ部との回転数を一致させる等速モードとを有し、
前記2つのクラッチ部は前記入力部材に接続されるプーリ装置。 A pulley apparatus having a pulley portion arranged coaxially with the crankshaft at an end portion of an engine crankshaft and connected to a belt for transmitting driving force to an auxiliary machine including an alternator,
A planetary gear mechanism disposed in the pulley device;
Two clutch portions for switching the connection state between the input member connected to the crankshaft and the planetary gear mechanism;
By a switching operation of the two clutch portions, there is a deceleration mode in which the rotational speed of the pulley portion is smaller than that of the input member, and a constant speed mode in which the rotational speeds of the input member and the pulley portion are matched.
The two clutch portions are pulley devices connected to the input member.
前記2つのクラッチ部は、第1クラッチ部と、第2クラッチ部とを含み、
前記等速モードにおいて、前記第1クラッチ部は、前記入力部材と前記キャリアとを締結し、前記第2クラッチ部は、前記入力部材と前記リングギアとの接続を解除し、
前記減速モードにおいて、前記第1クラッチ部は、前記入力部材と前記キャリアとの接続を解除し、前記第2クラッチ部は、前記入力部材と前記リングギアとを締結する請求項1に記載のプーリ装置。 The planetary gear mechanism includes a sun gear fixed to a fixed portion, a pinion gear meshing with the sun gear, a ring gear meshing with the pinion gear, the pinion gear can rotate, and the pinion gear rotates the sun gear. A carrier that holds the pinion gear so that it can revolve in the center,
The two clutch parts include a first clutch part and a second clutch part,
In the constant speed mode, the first clutch portion fastens the input member and the carrier, the second clutch portion releases the connection between the input member and the ring gear,
2. The pulley according to claim 1, wherein, in the deceleration mode, the first clutch portion releases the connection between the input member and the carrier, and the second clutch portion fastens the input member and the ring gear. apparatus.
前記等速モードにおいて、前記爪部が前記第2環状部と噛み合って前記第1環状部と前記第2環状部が連結され、
前記減速モードにおいて、前記付勢部材の付勢力よりも大きい遠心力が前記爪部に加わり、前記爪部が前記第3環状部と噛み合って前記第1環状部と前記第3環状部が連結される請求項1又は請求項2に記載のプーリ装置。 The two clutch portions are provided at a first annular portion connected to the input member, a second annular portion provided radially inside the first annular portion, and a radially outer side of the first annular portion. The third annular portion, and a claw portion provided in the first annular portion and biased radially inward by the biasing member,
In the constant velocity mode, the claw portion meshes with the second annular portion, and the first annular portion and the second annular portion are connected,
In the deceleration mode, a centrifugal force larger than the urging force of the urging member is applied to the claw portion, the claw portion meshes with the third annular portion, and the first annular portion and the third annular portion are connected. The pulley apparatus according to claim 1 or 2.
前記クランクシャフトに接続された入力部材と、前記プーリ部との間で回転力を伝達する遊星歯車機構と、
前記入力部材に設けられ、前記入力部材とともに回転して、前記遊星歯車機構の締結と解放とを切り換える遠心クラッチ部と、を備え、
前記入力部材の回転数が所定の回転数よりも小さい場合に、前記遊星歯車機構は前記遠心クラッチ部により締結されることで、前記遊星歯車機構が一体となって回転し、前記入力部材の回転数が等速で前記プーリ部に伝達され、
前記入力部材の回転数が所定の回転数以上の場合に、前記遊星歯車機構は前記遠心クラッチ部により解放され、前記遊星歯車機構により前記入力部材の回転数よりも低減された回転数が前記プーリ部に伝達されるプーリ装置。 A pulley apparatus having a pulley portion arranged coaxially with the crankshaft at an end portion of an engine crankshaft and connected to a belt for transmitting driving force to an auxiliary machine including an alternator,
A planetary gear mechanism that transmits rotational force between the input member connected to the crankshaft and the pulley portion;
A centrifugal clutch portion that is provided on the input member and rotates together with the input member to switch between fastening and releasing of the planetary gear mechanism;
When the rotational speed of the input member is smaller than a predetermined rotational speed, the planetary gear mechanism is fastened by the centrifugal clutch unit, so that the planetary gear mechanism rotates together, and the input member rotates. The number is transmitted to the pulley section at a constant speed,
When the rotational speed of the input member is equal to or higher than a predetermined rotational speed, the planetary gear mechanism is released by the centrifugal clutch unit, and the rotational speed reduced by the planetary gear mechanism from the rotational speed of the input member is the pulley. Pulley device transmitted to the part.
前記可動部に対して前記第1クラッチ部と反対側に配置され、前記可動部と固定部とを摩擦力により締結する第2摩擦結合部を含む第2クラッチ部とを有し、
前記入力部材の回転数が所定の回転数よりも小さい場合に、前記第1クラッチ部が締結されるとともに前記第2クラッチ部が解放され、
前記入力部材の回転数が所定の回転数以上の場合に、前記第1クラッチ部が解放されるとともに前記第2クラッチ部が締結される請求項5に記載のプーリ装置。 A first clutch part that is disposed between the movable part and the planetary gear mechanism and includes a first friction coupling part that fastens the movable part and the planetary gear mechanism by a frictional force;
A second clutch part that is disposed on the opposite side of the first clutch part with respect to the movable part and includes a second friction coupling part that fastens the movable part and the fixed part by frictional force;
When the rotational speed of the input member is smaller than a predetermined rotational speed, the first clutch portion is fastened and the second clutch portion is released,
The pulley apparatus according to claim 5, wherein when the rotation speed of the input member is equal to or higher than a predetermined rotation speed, the first clutch portion is released and the second clutch portion is fastened.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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