JP2017510769A - 径方向配向デカップリング機構を有するプーリーアセンブリ - Google Patents

Abstract

径方向配向デカップリング機構を有するプーリーアセンブリが開示される。プーリーアセンブリは、貫通する穴を有するプーリー本体、ハブ、および一方向クラッチ機構を含む。プーリー本体は、主方向に回転可能である。ハブは、回転軸を画定する。ハブは、プーリー本体内に配置される。一方向クラッチ機構は、ハブを半径方向に囲む。一方向クラッチ機構は、係合位置および非係合位置を含む。ハブおよびプーリー本体は、一方向クラッチ機構が係合位置の場合に主方向に共に回転し、一方向クラッチ機構が非係合位置の場合に、ハブは、プーリー本体に対して自由に回転する。

Description

本発明は、概してプーリーに関し、特に、径方向配向デカップリング機構を有するプーリーアセンブリに関する。

例えば、ウォーターポンプ、オルタネータ／ジェネレータ、冷却液を冷却するファン、パワーステアリングポンプおよびコンプレッサーなどの様々な自動車用アクセサリアセンブリは、車両のエンジンを用いて駆動される。特に、自動車のエンジンシャフトによって作動される駆動プーリーは、被駆動プーリーを介してアクセサリアセンブリを駆動するための無端駆動ベルトを駆動する。無端駆動ベルト、様々なプーリー、およびテンショナプーリーアセンブリは、アクセサリ駆動システムと呼ばれ得る。

例えば燃焼エンジン点火によって開始される周期的なトルクパルスは、著しい速度遷移を生じることがある。これらの速度遷移は、アクセサリ駆動システムの被駆動部品の滑らかな動作を中断する場合がある。さらに、始動、停止、およびギアシフトに関連する慣性および被駆動速度遷移がまた、被駆動部品の動作を中断し得る。これらの遷移は、これらに限られないが無端ベルトの飛び、無端ベルトの磨耗、軸受の磨耗、および騒音などの不所望の効果をもたらし得る。

トルク変化および速度遷移を減衰するためにオーバーランニング・オルタネータ・デカップラ（ＯＡＤ）を使用することができる。オルタネータが通常無端駆動ベルトによって駆動されるアクセサリの最も大きい慣性負荷を有するため、ＯＡＤは、アクセサリ駆動システムのオルタネータに取り付けられる。ＯＡＤは、デカップリング機能を有し、またオルタネータへのねじれ防止を提供する。オルタネータなどのシステムから大きい慣性成分を分離することにより、無端ベルトの磨耗、無端ベルトの騒音、軸受寿命、およびテンショナーアームの移動などの問題を改善することができる。

ＯＡＤが騒音およびアクセサリ駆動システムの様々な構成要素の寿命を改善するが、いくつかの欠点がいまだ存在する。例えば、ＯＡＤは、部品が複雑であり、アクセサリ組み立て時にパッケージ空間が必要なため追加費用がかかるということである。これにより、特定の適用時においてＯＡＤの使用を難しくしている。さらに、いくつかのタイプのＯＡＤは、特に汚染または熱の影響を受けやすい。最後に、いくつかのタイプのＯＡＤは、騒音、トルクの一貫性、低ヒステリシス、または滑らかなバネ速度に関して問題を有することがある。

例えばオルタネータなどの被駆動アクセサリの入力軸とプーリーアセンブリの外部被駆動シーブの間の一方向相対運動を許容する内部デカップラシステムを利用する改善されたプーリーアセンブリが開示される。開示されるプーリーシステムはまた、クランクシャフトおよびプーリーアセンブリの外部駆動シーブの間の一方向相対運動を許容するよう使用され得る。

被駆動プーリーアセンブリにおいては、プーリーアセンブリのシーブが回転の主方向に駆動されている場合、プーリーアセンブリのクラッチ機構は、アクセサリ入力軸と係合して駆動する。例えば、被駆動速度遷移の結果として相対的なトルク反転が起こる場合、開示されるプーリーアセンブリ内部クラッチ機構は、被駆動アクセサリシャフトを外部被駆動シーブから解放し、それにより、非駆動軸は、プーリーの被駆動シーブより大きい速度で回転の主方向において勢いよく回転し続けることができる。

駆動プーリーアセンブリにおいては、クランクシャフトに連結されプーリーのハブは、主回転方向で回転し、プーリーアセンブリのクラッチ機構は、プーリーアセンブリのシーブと係合して駆動する。例えばクランクシャフト速度遷移の結果として相対的なトルク反転が起こる場合、開示されるプーリーアセンブリの内部クラッチ機構は、プーリーアセンブリのシーブをクランクシャフトから解放し、それによりプーリーのシーブは、クランクシャフトより大きい速度で主回転方向に勢いよく回転し続けることができる。

一実施形態において、プーリーアセンブリは、プーリー本体を通る穴を有するプーリー本体、ハブ、および一方向クラッチ機構を含む。プーリー本体は、主方向に回転可能である。ハブは、回転軸を画定する。ハブは、プーリー本体内に配置される。一方向クラッチ機構は、ハブを半径方向に囲む。一方向クラッチ機構は、係合位置および非係合位置を含む。一方向クラッチ機構が係合位置にある場合に、ハブおよびプーリー本体は、主方向に共に回転する。一方向クラッチ機構が非係合位置にある場合に、ハブは、プーリー本体に対して自由に回転する。係合位置は、主方向に同時に回転するようにハブをプーリー本体に連結する。そして、プーリー本体が主方向と逆方向に回転するか、または減速される場合、クラッチ機構は、アクチュエータから解放して、ハブがプーリー本体から独立して、自身の勢いでなおも主方向に回転することを許容する。言い換えれば、プーリーアセンブリは、クラッチ機構がアクチュエータから解放される場合に、オーバーラン位置に入り、プーリー本体より大きい速度でハブが回転することを許容する。

一実施形態において、プーリーアセンブリは、ハブの周りに配置されたクラッチアクチュエータを含む。クラッチアクチュエータは、上部傾斜部品および下部傾斜部品を含む。上部傾斜部品および下部傾斜部品は、プーリー本体が主回転方向に回転する場合に互いに対して軸方向に広がる。

アクセサリ駆動システムの実施形態の線図である。 図１に示されるようなアクセサリ駆動システムにおいて使用するためのプーリーアセンブリの実施形態の分解斜視図である。 図２のプーリーアセンブリの側断面図である。 係合位置にある図２に示す一方向クラッチ機構の拡大断面図である。 非係合位置にある図２に示す一方向クラッチ機構の拡大断面図である。 図１に示されるようなアクセサリ駆動システムにおいて使用するためのプーリーアセンブリの代替実施形態の分解斜視図である。 図４のプーリーアセンブリの側断面図である。

以下の詳細な説明は、本発明の一般的な原理を示しており、例が添付図面に追加的に示されている。図面において、類似の参照符号は、同じ、または機能的に類似した部材を示している。

図１を参照すると、例えば車両の内燃機関のアクセサリ駆動システム１０が示されている。アクセサリ駆動システム１０は、図１に示されていない多数のアクセサリを駆動するために使用される無端ベルト３０を含む。その代りに、アクセサリは、いくつかのプーリーアセンブリによって図１に図式的に示されている。特に、図１は、クランクプーリーアセンブリ１２、ファン／ウォータポンププーリーアセンブリ１４、オルタネータプーリーアセンブリ１６、パワーステアリングプーリーアセンブリ１８、アイドラープーリーアセンブリ２０、およびテンショナープーリーアセンブリ２２の周りのベルト３０を示している。いくつかの実施形態では、テンショナープーリーアセンブリ２２は、ベルト３０から離れてテンショナーアームが持ち上がることを妨げるために、摩擦ダンパーを有する非対称減衰などの減衰を含む。

様々なアクセサリは、ベルト３０によって回転されるプーリーアセンブリ１４，１６，１８，２０および２２を使用することにより駆動される。説明のために、以下はオルタネータプーリーアセンブリ１６に焦点を当てる。オルタネータプーリーアセンブリ１６が以下で説明されるが、当業者は、他のプーリーアセンブリ１２，１８，２０，および２２もオルタネータプーリーアセンブリ１６と類似の方法で作動することができることを理解するだろう。

図２および図３を参照すると、オルタネータプーリーアセンブリ１６は、オルタネータプーリーアセンブリ１６が主回転方向に回転する場合に、ベルト３０（図１に示す）からの入力トルクをアクセサリ（例えばオルタネータ）の入力軸３２に伝えるために使用される。オルタネータプーリーアセンブリ１６は、また相対的なトルク反転から入力軸３２を隔離する。特に、オルタネータプーリーアセンブリ１６および入力軸３２の間の相対的なトルク反転が発生する場合に、オルタネータプーリーアセンブリ１６の内部デカップラシステムが入力軸３２をトルク反転から解放するよう働き、それにより入力軸３２が主回転方向に勢いで回転し続けることを許容する。トルク反転は、またオーバーランニング状態と呼ぶことができる。

プーリーアセンブリ１６は、入力軸３２と係合可能なハブ４０、スペーサ４２、ローラー軸受４３、一方向クラッチ機構４４、クラッチアクチュエータ４８、１または複数の付勢部材５０、スリーブ５２、止め輪５４、およびプラグ５６を含み、そのすべては、プーリー本体６２の穴６０内に収容されている。ハブ４０は、入力軸３２と嵌合することができ、ハブ４０が入力軸３２回りに自由に回転することを防いでいる。ハブ４０は、２つの回転部材間のトルク伝達が可能な例えば半月キー（不図示）などの任意の既知の手法で入力軸３２と嵌合することができる。ローラー軸受４３は、内溝６４および外溝６６を含むことができる。図３に示されるように、ローラー軸受４３は、ハブ４０およびプーリー本体６２の間に配置される。

図２および図３に示すように、プーリー本体６２は、ハブ４０を囲み、プーリー穴６０は、プーリー本体６２がハブ４０回りに回転できるようなサイズになっている。プーリー本体６２は、またベルト３０（図１）に係合する外周ベルト係合面７０を含む。ベルト係合面７０は、ベルト３０の対応するリブおよび溝（不図示）に結合するＶ字型リブおよび溝を含む形状にすることができる。図２および図３では、ベルト係合面７０に沿って配置されたＶ字型リブを示しているが、ベルト３０と係合するために歯車の歯、平らなまたは丸いリブ、および溝などの他の機構も使用することができる。

ローラー軸受４３は、無端ベルト３０（図１に示す）によってプーリー本体６２に加えられた力の一部を支持することができる。スリーブ５２内に位置する凹所６９に圧入されたブッシュ６８は、無端ベルト３０によって加えられたローラー軸受４３によって支持されない残りの力を支持するために使用することができる。しかし、ローラー軸受４３がベルト３０に位置合わせされて、無端ベルト３０によって加えられた全部の力をローラー軸受４３が支持することができる場合、ブッシュ６８を省略することができることに留意すべきである。ローラー軸受４３の内溝６４は、ハブ４０に隣接するとともに連結される。ローラー軸受４３の外溝６６は、プーリー本体６２に隣接するとともに連結される。ローラー軸受４３は、プーリーアセンブリ１６全体としての構造の剛性を改善することができる。

図２を参照すると、スリーブ５２は、外面８０および一連の軸方向延在係合機構８２を含むことができる。図２に示す実施形態において、スリーブ５２の外面８０の一部は、ローレットを付けることができ、ローレット面８４として示されている。スリーブ５２のローレット面８４は、プーリー本体６２の内面８６とグリップまたは摩擦係合し、それにより共に回転するためにスリーブ５２をプーリー本体６２に固定する。図２に示す例示的な実施形態において、スリーブ５２の係合機構８２は、スリーブ５２の外周８８全体の周囲に配置された一連の等間隔に軸方向に延在するタブである。係合機構８２は、上部傾斜部品９４に配置された１組の保持機構９０と径方向に係合するよう構成され得る。上部傾斜部品９４とのスリーブ５２の係合は、より詳細に以下に説明される。図２は、係合機構８２をスリーブ５２の外周８８全体に延在する一連の等間隔タブとして示しているが、上部傾斜部品９４と係合する他の構成を用いることができることが理解されるべきである。

図２に示す例示的な実施形態において、クラッチアクチュエータ４８は、クラッチアクチュエータ４８の少なくとも一部の回転運動の結果として軸方向に広がる傾斜構造またはローラー傾斜構造を含むことができる（すなわち、別の部品から離れた位置にオルタネータプーリーアセンブリ１６の回転軸Ａ−Ａに沿って移動可能な少なくとも１つの部品を有する）。軸方向拡大は、通常１つの部品が上に動くか、または傾斜した機構に沿って動く結果、または転動体の上への動き、または傾斜した機構に沿った動きに応じて動く結果である。図２および図３の実施形態におけるクラッチアクチュエータ４８は、上部傾斜部品９４、下部傾斜部品９８、およびその間に密閉されたローラー部材１００を含む。ローラー部材１００は、筒状、ボール、略円錐の筒状等とすることができる。上部および下部は、本明細書においては図３に示されるページの向きにおけるプーリーアセンブリ１６の構成要素の位置に対して使用される。上部および下部との用語は、本明細書の他の図面に対して同様に適用できる。図２および図３に示す実施形態において、上部傾斜部品９４は、下部傾斜部品９８を駆動する。しかし、他の実施形態において、下部傾斜部品９８が駆動部材となることができることが理解されるべきである。例えば、図６および図７に示す実施形態において、下部傾斜部品３９８は、上部傾斜部品３９４を駆動する。

上部傾斜部品９４は、付勢部材５０にほぼ隣接して配置される。図２および図３に示すような非限定的な実施形態において、付勢部材５０は、複数の皿バネとして示される。しかし、上部傾斜部品９４に対して軸方向に力を加えるよう構成された、例えば波形または渦巻き圧縮バネなどの任意のタイプの付勢部材を使用することができることが理解されるべきである。付勢部材５０は、スリーブ５２によって画定された凹所１０４内に収容され得る。スリーブ５２の係合機構８２は、回転軸Ａ−Ａに沿って軸方向に延在し、上部傾斜部品９４を収容する囲いを作る。

上部傾斜部品９４は、略滑らかな上面１１０、上部傾斜部品９４の本体１１６に向かって凹んだ１または複数の第１傾斜機構１１４を備える下面１１２、およびハブ４０を受容する穴１２０を画定する内面１１８を含むことができる。上部傾斜部品９４はまた、外周面１３０を含み、外周面１３０に沿って保持機構９０が配置される。図２に示す非限定的な実施形態においては、保持機構９０は、１または複数の外向き突出タブとすることができる。プーリーアセンブリ１６が組み立てられる（図３に示す）場合、上部傾斜部品９４は、上部傾斜部品９４の保持機構９０がスリーブ５２の係合機構８２と係合することによってスリーブ５２に連結される。特に、上部傾斜部品９４の各外向き突出タブは、スリーブ５２に配置された２つの軸方向延在タブの間に径方向に係合される。したがって、上部傾斜部品９４は、これらと共に回転するためにスリーブ５２およびプーリー本体６２に固定される。しかし、上部傾斜部品９４は、軸Ａ−Ａに対して軸方向に移動することができる。プーリー本体６２に対して上部傾斜部品９４が移動する場合に、上部傾斜部品９４の保持機構９０およびスリーブ５２の係合機構８２がこれらの間に摩擦接触を提供するように、プーリーアセンブリ１６が構成される。滑らかな傾斜活性化および低いバネヒステリシスのために、低い接触圧力が望ましい。

図２を参照すると、上部傾斜部品９４の第１傾斜機構１１４は、チャネルを画定し、チャンネル内にローラー部材１００の１つが載置される。チャネルは、第２端部１４２と比較して浅い第１端部１４０を有する（すなわち第２端部１４２は、上部傾斜部品９４の本体１１６内により深く凹んでいる）。上部傾斜部品９４の滑らかな角度変位（およびローラー部材１００の回転）のために、チャネルは、第１端部１４０から第２端部１４２へ滑らかかつ徐々にテーパーが付けられている。

下部傾斜部品９８は、上部傾斜部品９４およびスラスト軸受１０２の間に配置される。下部傾斜部品９８は、下部傾斜部品９８の本体１５４に対して凹んだ１または複数の第２傾斜機構１５２を備える上面１５０と、略滑らかな下面１５６と、穴１６１を画定する内面１５８と、略滑らかな外周面１６２とを有する。下部傾斜部品９８の穴１６１は、一方向クラッチ機構４４を受け入れる。スラスト軸受１０２は、下部傾斜部品９８の下面１５６およびプーリー本体６２の内面１６４（図３に示される）の間に載置され得る。１つの非限定的な実施形態において、スラスト軸受１０２は、複数の略円柱のローラー部材１６２を含む針状コロタイプのスラスト軸受とすることができる。スラスト軸受１０２は、下部傾斜部品９８およびプーリー本体６２間の相対的な回転を許容する。図２では、ローラー部材を有する傾斜構造であるクラッチアクチュエータ４８を示しているが、当業者は、プーリー本体６２が主回転方向に回転する場合にクラッチアクチュエータ４８が下部傾斜部品および上部傾斜部品間の軸方向拡大を可能にする任意のタイプの構成を含むことができることを容易に理解することに留意すべきである。例えば一実施形態において、クラッチアクチュエータ６２は、ボール−傾斜、カム従動子、またはボールネジユニットを含むことができる。

図２を参照すると、下部傾斜部品９８の第２傾斜機構１５２は、第１端部１６４の向き以外は上部傾斜部品９４のものと同様に構成され得、第２傾斜機構１５２の第２端部１６６は、第１傾斜機構１１４の第１および第２端部１４０，１４２の向きに対して反転される。ローラー部材１００は、上部傾斜部品９４の第１傾斜機構１１４および下部傾斜部品９８の第２傾斜機構１５２内に収容され得る。したがって、プーリー本体６２が主回転方向に回転すると、上部傾斜部品９４が下部傾斜部品９８を駆動し、アクチュエータ４８が軸方向に広がる。特に、上部傾斜部品９４および下部傾斜部品９８の部品が互いに対して軸方向に広がり、今度はアクチュエータ４８全体を軸方向に広がらせる。アクチュエータ４８の軸方向における拡張により、付勢部材５０を圧縮し、それによりねじれ振動または励起を防止するためにプーリーアセンブリ１６のトルクを大きくする。システムの規定の要求に適合させるために、付勢部材５０のバネ速度を変えることができる。さらに、オルタネータプーリーアセンブリ１６の絶縁特性を適合および／または強化するために、上部傾斜部品９４の第１傾斜機構１１４、および下部傾斜部品９８の第２傾斜機構１５２の傾斜または角度を変更することができる。

ハブ４０の外面１６０および下部傾斜部品９８の内面１５８の間に径方向に介在するものは、一方向クラッチ機構４４である。一方向クラッチ機構４４は、ハブ４０を半径方向に囲む環状クラッチ部材である。図２、および図３に示す非限定的な実施形態において、一方向クラッチ機構４４は、スプラグ軸受、および特に一方向ニードル軸受として示されている。しかし、一方向のみの回転のプーリー本体６２からハブ４０へトルクを伝達するための任意のタイプの一方向クラッチ機構も使用できることが理解されるべきである。例えば、一方向クラッチ機構４４は、クラッチスプリング、またはパウルクラッチとすることができる。図２および図３からわかるように、一方向クラッチ機構４４は、ともに回転するために下部傾斜部品９８の内面１５８を半径方向に囲むとともに係合する外面１７０を含む。一方向クラッチ機構４４はまた、ハブ４０の外面１６０と接触する複数の一方向ローラー軸受またはスプラグ１７２を含む。

一方向クラッチ機構４４は、トルク伝達または係合位置および非係合位置を含む。係合位置は、主回転方向に回転するプーリーアセンブリ１６に対応する。図４は、係合位置に作動された一方向クラッチ機構４４の図であり、スプラグ１７２がハブ４０の外面１６０とくさび係合している。特に、一方向クラッチ機構４４は、複数の凹所１８２を含む外溝１８０を含むことができる。各凹所１８０は、付勢部材１８４およびスプラグ１７２の１つを収容するサイズにすることができる。一方向クラッチ４４の外溝１８０が時計回り、または主回転方向に回転する場合に、付勢部材１８２が作動される。作動される場合、各付勢部材１８２は、主回転方向と逆の方向にそれぞれのスプラグ１７２を推し進める。したがって、各スプラグ１７２は、ハブ４０の外面１６０とくさび係合し、ハブ４０は、一方向クラッチ機構４４と共同して回転することができる。

図５は、非係合形態の一方向クラッチ機構４４の図であり、スプラグ１７２は、ハブ４０の外面１６０とのくさび係合を外れるように動く。特に、一方向クラッチ４４の外溝１８０が反主回転方向と逆の時計回り方向に回転する場合、付勢部材１８４は、引っ込み、各スプラグ１７２は、ハブ４０の外面１６０から解放される。したがって、スプラグ１７２は、ハブ４０の外面１６０に対して滑るか、または自由に回転し、ハブ４０は一方向クラッチ機構４４に対して自由に回転することができる。

図１〜図５を概して参照すると、オルタネータプーリーアセンブリ１６は、主回転方向に回転する場合にベルト３０（図１に示す）からの入力トルクをオルタネータなどのアクセサリの入力軸３２に移送することができる。特に、プーリー本体６２が主回転方向に回転すると、一方向クラッチ機構４４は、係合位置にあり、かつ一方向クラッチ機構４４は、プーリー本体６２およびハブ４０の間でトルクを移送することができる。したがって、オルタネータプーリーアセンブリ１６は、ベルト３０からの入力トルクを入力軸３２に移送することができる。

オルタネータプーリーアセンブリ１６はまた、相対的なトルク反転から入力軸３２を隔離する。特に、プーリー本体６２が主回転方向と逆の第２回転方向に回転する場合、一方向クラッチ機構４４は、非係合位置となる（図５に示す）。したがって、一方向クラッチ機構４４のスプラグ１７２は、ハブ４０の外面１６０に対してフリーホイールとなり、入力軸３２は、プーリーアセンブリ１６、特にプーリー本体６２から解放される。したがって、オーバーランニング状態の間、入力軸３２は、勢いで主方向に回転し続けることができる一方で、プーリー本体６２は、相対的なトルク反転、または急な減速を受ける。この状態において、プーリー本体６２は、主回転方向に回転し続けるが、プーリー本体６２が前に入力軸３２を駆動していた速度と比較して遅い角速度である。したがって、プーリー本体６２は、ハブ４０から連結がはずれ、入力軸３２がプーリー本体６２から独立して回転するように、ハブ４０およびプーリー本体６２は、互いに対して回転することができる。

図２および図３に示す実施形態において、一方向クラッチ機構４４は、ハブ４０の外面１６０および下部傾斜部品９８の内面１５８の間に半径方向に挟まれている。しかし、一方向クラッチ機構４４がまたプーリー本体６２および下部傾斜部品９８の間に半径方向に挟まれ得ることが理解されるべきである。特に、図６および図７は、プーリーアセンブリ３１６の代替の実施形態を示し、一方向クラッチ機構３４４は、プーリー本体３６２および下部傾斜部品３９８の間に挟まれている。プーリーアセンブリ３１６は、入力軸３３２と係合可能なハブ３４０、スペーサ３４２、ローラー軸受３４３、一方向クラッチ機構３４４、クラッチアクチュエータ３４８、１または複数の付勢部材３５０、スリーブ３５２、止め輪３５４、およびプラグ３５６を含み、これらのすべてはプーリー本体３６２の穴３６０の中に収容される。ハブ３４０は、ハブ３４０が入力軸３３２回りに自由に回転することを防ぐために入力軸３３２と嵌合することができる。ローラー軸受３４３は、内溝３６４および外溝３６６を含むことができる。図７からわかるように、ローラー軸受３４３は、ハブ３４０およびプーリー本体３６２の間に配置することができる。

図６および図７に示すように、プーリー本体３６２は、ベルト３０（図１）と係合する外周ベルト係合面３７０を含む。ローラー軸受３４３は、無端ベルト３０（図１に示す）によってプーリー本体３６２に加えられた力の一部を支持することができる。スリーブ３５２内に位置する凹所３６９に圧入されたブッシュ３６８は、無端ベルト３０によって加えられ、ローラー軸受３４３によって支持されない残りの力を支持するために使用することができる。しかし、ローラー軸受３４３がベルト３０に位置合わせされ、ローラー軸受３４３が無端ベルト３０によって加えられた力の全体を支持することができる場合、ブッシュ３６８を省略することができることに留意すべきである。

スリーブ３５２は、外面３８０を含むことができる。スリーブ３５２の外面３８０の一部または全体は、プーリー本体３６２の内面３８６をグリップまたは摩擦係合するためにローレットを付けることができ、それにより共に回転するためにスリーブ３５２をプーリー本体３６２に固定する。スリーブ３５２はまた、付勢部材３５０の一部を受容する凹所４０４を画定する。

上述の図２および図３に示した実施形態と同様に、クラッチアクチュエータ３４８は、プーリー本体３６２が主回転方向に回転するとクラッチアクチュエータ３４８の少なくとも一部の回転運動の結果として軸方向に広がる傾斜構造を含むことができる。クラッチアクチュエータ３４８は、上部傾斜部品３９４、下部傾斜部品３９８、およびその間に密閉されたローラー部材４００を含む。上部傾斜部品３９４は、付勢部材３５０にほぼ隣接して配置される。下部傾斜部品３９８は、上部傾斜部品３９８およびスラスト軸受４０２の間に配置される。図６および図７に示す実施形態において、下部傾斜部品３９８は、略カップ形状であり、かつ外壁４０６を含む。下部傾斜部品３９８は、下部傾斜部品３９４の少なくとも一部分を受容するようなサイズにすることができる。

上部傾斜部品３９４は、略滑らかな上面４１０、上部傾斜部品３９４の本体４１６に対して凹んだ１または複数の第１傾斜機構４１４を備える下面４１２、およびハブ３４０を受容する穴４２０を画定する内面４１８を含むことができる。上部傾斜部品３９４の穴４２０は、ハブ３４０上に位置する一連の軸方向延在スプライン３９８と係合するよう構成された複数の連結機構３９６を含むことができる。したがって、上部傾斜部品３９４は、ハブ３４０に沿って軸方向に滑ることができる。しかし、ハブ３４０および上部傾斜部品３９４は、互いに共同して回転する。

上部傾斜部品３９４の第１傾斜機構４１１４は、チャネルを画定し、チャンネル内にローラー部材４００の１つが載置される。チャネルは、第２端部４４２と比較して浅い第１端部４４０を有する（すなわち第２端部４４２は、上部傾斜部品３９４の本体４１６内により深く凹んでいる）。

下部傾斜部品３９８は、上面４５０を有する。下部傾斜部品３９８の外壁４０６は、上面４５０を囲む。上面４５０は、下部傾斜部品３９８の本体４５４に対して凹んだ１または複数の第２傾斜機構４５２、略滑らかな下面４５６、および穴４６０を画定する内面４５８を含むことができる。下部傾斜部品３９８の穴４６０は、ハブ３４０を受容する。スラスト軸受４０２は、下部傾斜部品３９８の下面４５６およびプーリー本体３６２（図７に示す）の内面４６４の間に載置することができる。一実施形態において、スラスト軸受４０２は、複数の略円筒のローラー部材４６２を含むコロタイプのスラスト軸受とすることができる。

図６を参照すると、下部傾斜部品３９８の第２傾斜機構４５２は、第２傾斜機構４５２の第１端部４６４および第２端部４６６の向きが第１傾斜機構４１４の第１および第２端部４４０，４４２の向きに対して反転するということ以外は、上部傾斜部品３９４のものと同様に構成することができる。部品が拡張すると、特に上部傾斜部品３９４および下部傾斜部品３９８が軸方向に互いに対して広がると、付勢部材３５０を圧縮することができる。付勢部材３５０の圧縮は、絶縁のためにプーリーアセンブリ３１６のトルクを増加させる。

プーリー本体３６２の内面３８６および下部傾斜部品３９８の外面４６８の間に挟まれているのは、一方向クラッチ機構３４４である。図２および図３に示す実施形態と同様に、一方向クラッチ機構３４４は、スプラグ軸受、特に一方向ニードル軸受として示されている。しかし、一方向のみの回転のプーリー本体３６２からハブ３４０へトルクを伝達するための任意のタイプの一方向クラッチ機構も使用できることが理解されるべきである。一方向クラッチ機構３４４は、共に回転するためにプーリー本体３６２の内面３８６に係合される外面４７０を含む。一方向クラッチ機構３４４はまた、下部傾斜部品３９８の外面４６８と接触する複数の一方向ローラー軸受またはスプラグ４７２を含む。

図２〜図５に示す実施形態と同様に、一方向クラッチ機構３４４は、係合形態および非係合形態を含む。一方向クラッチ機構３４４が係合形態にある場合、プーリー本体３６２は、主回転方向に回転し、一方向クラッチ機構３４４のスプラグ４７２は、下部傾斜部品３９８の外面４６８とくさび係合する。下部傾斜部品３９８は、上部傾斜部品３９４を駆動するよう機能する。上述のように、ハブ３４０および上部傾斜部品３９４は、互いにかみ合い、共に回転する。したがって、プーリー本体３６２が主回転方向に回転すると、下部傾斜部品３９８は、上部傾斜部品３９４を駆動し、上部傾斜部品３９４は、ハブ３４０を駆動する。したがって、ハブ３４０は、プーリー本体３６２と共に回転する。

一方向クラッチ機構３４４が非係合形態となる場合、スプラグ４７２は、下部傾斜部品３９８の外面４６８に対して滑るかまたはフリオ―ホイールとなる。したがって、ハブ３４０は、一方向クラッチ機構３４４に対して自由に回転することができる。図２〜図５に示す実施形態と同様に、オルタネータプーリーアセンブリ３１６は、主回転方向に回転する場合、入力トルクをベルト３０（図１に示す）からオルタネータなどのアクセサリの入力軸３３２に移送することができる。オルタネータプーリーアセンブリ３１６はまた、入力軸３３２を相対的なトルク反転から隔離する。特に、プーリー本体３６２が主回転方向と逆の第２回転の方向に回転する場合、一方向クラッチ機構３４４は非係合位置にある。したがって、一方向クラッチ機構３４４のスプラグ４７２は、下部傾斜部品３９８の外面４６８に対してフリーホイールとなる。したがって、オーバーランニング状態の間、入力軸３３２は、勢いで主方向に回転し続けることができる一方、プーリー本体３６２は、相対的なトルク反転、または急な減速を受ける。

図１〜図７を参照すると、開示されるプーリーアセンブリ１６，３１６は、入力軸およびプーリーアセンブリの外側被駆動シーブの間の一方向相対運動を許容するために、径方向配向デカップリング機構（すなわち一方向クラッチ機構４４，３４４）を利用する。多くの車両のエンジンルームにおける利用可能なパッケージ空間容積量は、限られている。この問題は、オルタネータなどの比較的大きいアンダーフード部品を使用することによってさらに悪化し得る。開示されるプーリーアセンブリは、摩擦クラッチを利用するいくつかの他のタイプのプーリーアセンブリと比較して高さを低くすることができる。したがって、開示されるプーリーアセンブリは、車両のエンジンルームにおけるパッケージ空間がきわめて限られている場合に特に都合の良い。パッケージ空間の容積を低減することに加えて、開示されるプーリーアセンブリは、いくつかの他のタイプの摩擦クラッチを利用するプーリーアセンブリと比較して、騒音および熱を少なく、より一貫したオーバーラントルク、およびより少ないトルクスパイクの発生が可能となる。

図面に示し、上で説明した本発明の実施形態は、添付の特許請求の範囲内でなされる多数の実施形態の例である。開示された手法の利点を用いてテンショナーの多数の他の構成を作ることができることが考えられる。つまり、出願人の意図は、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲のみによって限定されるということである。

１０ アクセサリ駆動システム
１２ クランクプーリーアセンブリ
１４ ウォータポンププーリーアセンブリ
１６ オルタネータプーリーアセンブリ
１８ パワーステアリングプーリーアセンブリ
２０ アイドラープーリーアセンブリ
２２ テンショナープーリーアセンブリ
３０ 無端ベルト
３２ 入力軸
４０ ハブ
４２ スペーサ
４３ ローラー軸受
４４ 一方向クラッチ機構
４８ クラッチアクチュエータ
５０ 付勢部材
５２ スリーブ
５４ 止め輪
５６ プラグ
６０ 穴
６２ プーリー本体
７０ 外周ベルト係合面
８２ 係合機構
８４ ローレット面
９４ 上部傾斜部品
９８ 下部傾斜部品
１００ ローラー部材
１０２ スラスト軸受
１１４ 第１傾斜機構
１５２ 第２傾斜機構
１７２ スプラグ
１８０ 外溝
１８２ 凹所
１８４ 付勢部材

Claims (20)

1. プーリーアセンブリであって、
   貫通する穴を有するプーリー本体であって、主方向に回転可能なプーリー本体と、
   回転軸を画定するハブであって、前記プーリー本体内に配置されるハブと、
   前記ハブを径方向に囲む一方向クラッチ機構であって、前記一方向クラッチ機構は、係合位置および非係合位置を含み、前記一方向クラッチ機構が前記係合位置にある場合に、前記ハブおよび前記プーリー本体は共に前記主方向に回転し、かつ前記一方向クラッチ機構が前記非係合位置にある場合に、前記ハブは、前記プーリー本体に対して自由に回転する、一方向クラッチ機構と、
   を備える、プーリーアセンブリ。
2. 前記一方向クラッチ機構が前記ハブの外面およびクラッチアクチュエータの内面の間に挟まれている、請求項１に記載のプーリーアセンブリ。
3. 前記クラッチアクチュエータは、上部傾斜部品および下部傾斜部品を含み、かつ前記下部傾斜部品は、前記一方向クラッチ機構を囲む内面を含む、請求項２に記載のプーリーアセンブリ。
4. 前記上部傾斜部品が前記下部傾斜部品を駆動する、請求項３に記載のプーリーアセンブリ。
5. 前記一方向クラッチ機構が前記プーリー本体の内面およびクラッチアクチュエータの外面の間に挟まれている、請求項１に記載のプーリーアセンブリ。
6. 前記クラッチアクチュエータは、上部傾斜部品および下部傾斜部品を含み、かつ前記下部傾斜部品は、前記一方向クラッチ機構を囲む外面を含む、請求項５に記載のプーリーアセンブリ。
7. 前記下部傾斜部品が前記上部傾斜部品を駆動する、請求項６に記載のプーリーアセンブリ。
8. 前記ハブの周りに配置されたクラッチアクチュエータをさらに備え、前記クラッチアクチュエータが上部傾斜部品および下部傾斜部品を含む、請求項１に記載のプーリーアセンブリ。
9. 前記プーリー本体が前記主回転方向に回転する場合に、前記上部傾斜部品および前記下部傾斜部品が互いに対して軸方向に広がる、請求項８に記載のプーリーアセンブリ。
10. 前記上部傾斜部品に対して軸方向に力を及ぼす少なくとも１つの付勢部材をさらに備える、請求項８に記載のプーリーアセンブリ。
11. 前記ハブおよび前記上部傾斜部品が互いにかみ合っている、請求項８に記載のプーリーアセンブリ。
12. 前記上部傾斜部品および前記下部傾斜部品の間に配置された少なくとも１つのローラー部材をさらに備える、請求項８に記載のプーリーアセンブリ。
13. 前記一方向クラッチ機構が、スプラグ軸受、クラッチスプリング、またはパウルクラッチの１つである、請求項１に記載のプーリーアセンブリ。
14. プーリーアセンブリであって、
    貫通する穴を有するプーリー本体であって、主方向に回転可能なプーリー本体と、
    回転軸を画定するハブであって、前記プーリー本体内に配置されたハブと、
    前記ハブの周りに配置されたクラッチアクチュエータであって、前記クラッチアクチュエータは、上部傾斜部品および下部傾斜部品を含み、前記プーリー本体が前記主回転方向に回転する場合に、前記上部傾斜部品および前記下部傾斜部品が互いに対して軸方向に広がる、クラッチアクチュエータと、
    前記ハブを半径方向に囲む一方向クラッチ機構であって、前記一方向クラッチ機構が係合位置および非係合位置を含み、前記一方向クラッチ機構が前記係合位置にある場合に前記ハブおよび前記プーリー本体が共に前記主方向に回転し、かつ前記一方向クラッチ機構が前記非係合位置にある場合に前記ハブが前記プーリー本体に対して自由に回転する、一方向クラッチ機構と、
    を備える、プーリーアセンブリ。
15. 前記一方向クラッチ機構が前記ハブの外面および前記クラッチアクチュエータの前記下部傾斜部品の内面の間に挟まれている、請求項１４に記載のプーリーアセンブリ。
16. 前記上部傾斜部品が前記下部傾斜部品を駆動する、請求項１５に記載のプーリーアセンブリ。
17. 前記一方向クラッチ機構が前記プーリー本体の内面および前記クラッチアクチュエータの下部傾斜部品の外面の間に挟まれている、請求項１４に記載のプーリーアセンブリ。
18. 前記下部傾斜部品が前記クラッチアクチュエータの前記上部傾斜部品を駆動する、請求項１７に記載のプーリーアセンブリ。
19. 前記クラッチアクチュエータの前記上部傾斜部品に対して軸方向に力を及ぼす少なくとも１つの付勢部材をさらに備える、請求項１４に記載のプーリーアセンブリ。
20. 前記ハブおよび前記上部傾斜部品が互いにかみ合っている、請求項１４に記載のプーリーアセンブリ。

Images