JP2018100732A - Pulley structure - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To inhibit resonance of a torsion coil spring in a torsion direction and thereby prevent damage of the torsion coil spring.SOLUTION: A pulley structure 1 includes: an outer rotating body 2 around which a belt B is wound; an inner rotating body 3 which is provided at the radial inner side of the outer rotating body 2 and can rotate relative to the outer rotating body 2; and a spring 4 disposed between the outer rotating body 2 and the inner rotating body 3. The spring 4 has: a rear end side area 43 which contacts with the outer rotating body 2 in a state where the outer rotating body 2 and the inner rotating body 3 do not rotate; a front end side area 44 which contacts with the inner rotating body 3; and a middle area 45 which is located between the rear end side area 43 and the front end side area 44 and does not contact with the outer rotating body 2 and the inner rotating body 3. The outer rotating body 2 has a contact surface 22 which contacts with an outer peripheral surface 41 of the middle area 45 of the spring 4 in conjunction with diameter expansion of the spring 4 to restrict diameter expanding deformation of the spring 4. A radial size X1 of a gap between the outer peripheral surface 41 of the middle area 45 of the torsion coil spring 4 and the contact surface 22 of the outer rotating body 2 changes in a rotation axis direction.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、ねじりコイルばねを備えたプーリ構造体に関する。   The present invention relates to a pulley structure including a torsion coil spring.

自動車等のエンジンの動力によって駆動されるオルタネータ等、大きな慣性モーメントを有する補機の駆動軸には、エンジンのクランク軸の回転速度の変動を吸収することを目的として、例えば特許文献1に記載のプーリ構造体が接続される。   The drive shaft of an auxiliary machine having a large moment of inertia, such as an alternator driven by the power of an engine such as an automobile, is described in Patent Document 1, for example, for the purpose of absorbing fluctuations in the rotational speed of the crankshaft of the engine. A pulley structure is connected.

図10は、特許文献1の図1に示されたプーリ構造体と同様の構成を有するプーリ構造体201を表した断面図である。図10(a)に示すように、プーリ構造体201は、クランク軸の動力を伝達するためのベルトBが巻き掛けられる外回転体202と、外回転体202の内側に設けられ、外回転体202に対して相対回転可能な内回転体203と、外回転体202と内回転体203との間に配置されたねじりコイルばね204(以下、単にばね204という)と、を備える。さらに、ばね204は、外回転体202及び内回転体203が回転していない状態において、外周面が外回転体202に接触する後端側領域241と、内周面が内回転体203に接触する前端側領域242と、後端側領域241と前端側領域242との間に位置し、外回転体202と内回転体203のいずれにも接触していない中領域243とを有する。その上で、ベルトBを介してクランク軸の動力が外回転体202に伝達されると、外回転体202が内回転体203に対して相対回転し、ばね204がねじられる。ばね204が、拡径する方向(拡径方向)にねじられると、ばね204の後端側領域241が外回転体202と共に回転し、ばね204の前端側領域242が内回転体203を押圧して回転させる。これによって、外回転体202と内回転体203との間でトルクが伝達される。逆に、ばね204が、縮径する方向(縮径方向)にねじられると、ばね204の後端側領域241の外周面が外回転体202から離れ、外回転体202と内回転体203との間でトルクが伝達されなくなる。このように、ばね204を介して、外回転体202と内回転体203との間でトルクが伝達又は遮断される。   FIG. 10 is a cross-sectional view showing a pulley structure 201 having the same configuration as the pulley structure shown in FIG. As shown in FIG. 10A, the pulley structure 201 includes an outer rotating body 202 around which a belt B for transmitting the power of the crankshaft is wound, and an inner side of the outer rotating body 202. An inner rotating body 203 that can rotate relative to 202, and a torsion coil spring 204 (hereinafter simply referred to as a spring 204) disposed between the outer rotating body 202 and the inner rotating body 203. Further, the spring 204 has a rear end side region 241 where the outer peripheral surface is in contact with the outer rotator 202 and the inner peripheral surface is in contact with the inner rotator 203 when the outer rotator 202 and the inner rotator 203 are not rotating. And a middle region 243 that is located between the rear end region 241 and the front end region 242 and that is not in contact with either the outer rotator 202 or the inner rotator 203. Then, when the power of the crankshaft is transmitted to the outer rotator 202 via the belt B, the outer rotator 202 rotates relative to the inner rotator 203 and the spring 204 is twisted. When the spring 204 is twisted in the direction of expanding the diameter (in the direction of increasing diameter), the rear end side region 241 of the spring 204 rotates together with the outer rotator 202, and the front end side region 242 of the spring 204 presses the inner rotator 203. Rotate. As a result, torque is transmitted between the outer rotator 202 and the inner rotator 203. On the contrary, when the spring 204 is twisted in the direction of reducing the diameter (the direction of diameter reduction), the outer peripheral surface of the rear end side region 241 of the spring 204 is separated from the outer rotator 202, and the outer rotator 202 and the inner rotator 203 Torque is not transmitted between the two. Thus, torque is transmitted or interrupted between the outer rotator 202 and the inner rotator 203 via the spring 204.

ここで、ばね204の拡径方向のねじり角度が過度に大きくなった場合、中領域243が限界以上に拡径変形して、ばね204が破損するおそれがある。この問題を解決するための構成として、外回転体202は、径方向においてばね204の中領域243の外周面244と接触する環状面221を有する。上記構成において、ばね204のねじり角度が所定以上の値になると、拡径したばね204の中領域243の外周面244が外回転体202の環状面221に接触し、ばね204のそれ以上のねじり変形(拡径変形)が規制される。これによって、過度の拡径変形によるばね204の破損の防止が図られている。   Here, when the twist angle in the diameter expansion direction of the spring 204 becomes excessively large, the middle region 243 may be deformed to expand beyond the limit, and the spring 204 may be damaged. As a configuration for solving this problem, the outer rotator 202 has an annular surface 221 that contacts the outer peripheral surface 244 of the middle region 243 of the spring 204 in the radial direction. In the above configuration, when the torsion angle of the spring 204 reaches a predetermined value or more, the outer peripheral surface 244 of the middle region 243 of the expanded spring 204 comes into contact with the annular surface 221 of the outer rotating body 202, and the torsion of the spring 204 beyond that. Deformation (expansion deformation) is restricted. This prevents damage to the spring 204 due to excessive diameter expansion deformation.

特開2014−114947号公報JP 2014-114947 A

上記特許文献1では、外回転体202及び内回転体203が回転していない状態において、ばね204の中領域243の各巻条と、外回転体202の環状面221との隙間の大きさZは、外回転体の回転軸方向において一定である。このため、ばね204の中領域243が拡径し始めてから、外周面244が外回転体202の環状面221に接触するまでの間は、中領域243の全体が環状面221から離れている。中領域243が拡径していくと、図10(b)に示すように、中領域243の外周面244全体と環状面221とが、略同時に一斉に接触する。すなわち、中領域243が拡径し始めてから拡径が規制されるまでの間、ばね204の有効巻数(ばね全長から変形が拘束される部分を除いた、変形しうる範囲の巻数)はほぼ一定になる。この有効巻数は、ばね204のばね定数(ねじりトルク/ねじり角度)に反比例するので、有効巻数が一定になるようなばね204のねじり角度の範囲においては、上記ばね定数も一定になる。言い換えると、中領域243の拡径開始から環状面221による拡径規制までの間、ばね204のねじり方向の固有振動数がほぼ一定になる。   In Patent Document 1, the size Z of the gap between each winding of the middle region 243 of the spring 204 and the annular surface 221 of the outer rotator 202 is determined in a state where the outer rotator 202 and the inner rotator 203 are not rotating. It is constant in the rotation axis direction of the outer rotating body. For this reason, the entire middle region 243 is separated from the annular surface 221 until the outer peripheral surface 244 contacts the annular surface 221 of the outer rotating body 202 after the middle region 243 of the spring 204 starts to expand in diameter. As the diameter of the middle region 243 increases, as shown in FIG. 10B, the entire outer peripheral surface 244 of the middle region 243 and the annular surface 221 come into contact almost simultaneously at the same time. That is, the effective number of turns of the spring 204 (the number of turns in a deformable range excluding the portion where the deformation is constrained from the total length of the spring) is substantially constant from when the middle region 243 starts to expand until the expansion is restricted. become. Since the effective number of turns is inversely proportional to the spring constant (torsion torque / torsion angle) of the spring 204, the spring constant is also constant in the range of the torsion angle of the spring 204 where the effective number of turns is constant. In other words, the natural frequency in the torsional direction of the spring 204 becomes substantially constant from the start of diameter expansion of the middle region 243 to the diameter expansion restriction by the annular surface 221.

ところで、エンジンの補機駆動システムにおいて、エンジンのクランク軸の回転速度が周期的に変動したときに、その変動の周波数が上記固有振動数に近いと、広いねじり角度の範囲にわたってばね204が径方向に共振しやすくなる。特に、ばね204が環状面221に接触するかしないかの状態でばね204が共振すると、拡径変形やその最大化が過度に繰り返され、ばね204が破損しやすくなる等のおそれがある。   By the way, in the engine accessory drive system, when the rotational speed of the crankshaft of the engine periodically varies, if the frequency of the variation is close to the natural frequency, the spring 204 is in the radial direction over a wide range of torsion angles. It tends to resonate. In particular, if the spring 204 resonates in a state where the spring 204 is in contact with the annular surface 221, the diameter expansion deformation or its maximization is excessively repeated, and the spring 204 may be easily damaged.

本発明の目的は、ねじりコイルばねのねじり方向の共振を抑制して、ねじりコイルばねの破損を防止することである。   An object of the present invention is to prevent the torsion coil spring from being damaged by suppressing resonance in the torsion coil spring.

第1の発明のプーリ構造体は、ベルトが巻き掛けられ、前記ベルトを介して与えられるトルクによって回転する筒状の外回転体と、前記外回転体の径方向の内側に設けられ、前記外回転体に対して前記外回転体と同一の回転軸を中心として相対回転可能な内回転体と、前記外回転体と前記内回転体との間に配置されたねじりコイルばねと、を備え、前記ねじりコイルばねは、前記外回転体及び前記内回転体が回転していない状態において、前記外回転体と前記内回転体との一方に接触する第1領域と、前記外回転体と前記内回転体との他方に接触する第2領域と、前記第1領域と前記第2領域との間に位置し、前記外回転体と前記内回転体のいずれにも接触しない中領域と、を有し、前記外回転体は、前記ねじりコイルばねの拡径に伴い前記ねじりコイルばねの前記中領域の外周面に当接することで、前記ねじりコイルばねの拡径変形を規制する当接面を有し、前記外回転体及び前記内回転体が回転していない状態において、前記ねじりコイルばねの前記中領域の前記外周面と前記外回転体の前記当接面との隙間の前記径方向における大きさが、前記外回転体の回転軸方向において変化することを特徴とするものである。   A pulley structure according to a first aspect of the present invention is provided with a cylindrical outer rotating body that is wound around a belt and rotated by a torque applied via the belt, and provided on the radially inner side of the outer rotating body. An inner rotating body that can rotate relative to the rotating body around the same rotation axis as the outer rotating body, and a torsion coil spring disposed between the outer rotating body and the inner rotating body, The torsion coil spring includes a first region that contacts one of the outer rotator and the inner rotator in a state where the outer rotator and the inner rotator are not rotating, the outer rotator, and the inner rotator. A second region that contacts the other of the rotator, and a middle region that is located between the first region and the second region and that does not contact either the outer rotator or the inner rotator. And the outer rotating body moves along with the diameter expansion of the torsion coil spring. A state in which the outer rotating body and the inner rotating body are not rotating, having a contact surface that regulates the diameter expansion deformation of the torsion coil spring by contacting the outer peripheral surface of the middle region of the torsion coil spring In the above, the size in the radial direction of the gap between the outer peripheral surface of the middle region of the torsion coil spring and the contact surface of the outer rotating body changes in the rotation axis direction of the outer rotating body. It is what.

本発明によれば、外回転体及び内回転体が回転していない状態において、ねじりコイルばねの中領域の外周面と、外回転体の当接面との隙間の前記径方向における大きさが、外回転体の回転軸の軸方向において変化する。このため、外回転体と内回転体との相対回転によりねじりコイルばねがねじられて拡径すると、上記中領域の外周面と上記当接面とは、上記隙間が小さい部分から順次接触していく。ねじりコイルばねの拡径方向のねじり角度が大きくなるにつれて、接触部分(すなわち、拡径変形が規制される部分)が増えるため、上記外周面と上記当接面との接触が始まってから上記中領域全体が上記当接面に接触するまでの間に、ねじりコイルばねの有効巻数が減少する。それに反比例して、ねじりコイルばねのばね定数は大きくなる。言い換えると、上記接触が始まってから拡径変形が最大化するまでのねじり角度の範囲において、ねじり角度の変化に伴いねじりコイルばねのねじり方向の固有振動数が変化する。   According to the present invention, in the state where the outer rotator and the inner rotator are not rotating, the radial size of the gap between the outer peripheral surface of the middle region of the torsion coil spring and the contact surface of the outer rotator is small. It changes in the axial direction of the rotation axis of the outer rotator. For this reason, when the torsion coil spring is twisted and expanded in diameter by relative rotation between the outer rotating body and the inner rotating body, the outer peripheral surface of the middle region and the contact surface are sequentially brought into contact with each other from the portion where the gap is small. Go. As the twist angle of the torsion coil spring in the diameter expansion direction increases, the contact portion (that is, the portion in which the diameter expansion deformation is restricted) increases, so the contact between the outer peripheral surface and the contact surface starts and The effective number of turns of the torsion coil spring decreases until the entire region comes into contact with the contact surface. In inverse proportion to this, the spring constant of the torsion coil spring increases. In other words, the natural frequency in the torsional direction of the torsion coil spring changes with the change in the torsional angle in the range of torsional angles from when the contact starts until the diameter expansion deformation is maximized.

上記のようなねじり角度の範囲において、外回転体の回転速度が変動し、その周波数が、あるねじり角度において、仮にねじりコイルばねの固有振動数と一致しても、ねじり角度が変化すればねじりコイルばねの固有振動数も変化することから、外部の回転変動の周波数とねじりコイルばねの固有振動数が一致する状態が続かない。そのため、ねじりコイルばねの共振が抑えられる。このようにしてねじり方向の共振が抑制されることで、ねじりコイルばねの拡径変形やその最大化が過度に繰り返されることを防止できる。したがって、ねじりコイルばねのねじり方向の共振を抑制して、ねじりコイルばねの破損を防止することができる。   In the range of torsion angles as described above, the rotational speed of the outer rotating body fluctuates, and even if the frequency coincides with the natural frequency of the torsion coil spring at a certain torsion angle, if the torsion angle changes, the torsion angle changes. Since the natural frequency of the coil spring also changes, the state in which the frequency of external rotation fluctuations matches the natural frequency of the torsion coil spring does not continue. Therefore, resonance of the torsion coil spring can be suppressed. In this way, by suppressing the resonance in the torsional direction, it is possible to prevent the torsion coil spring from undergoing excessive expansion and expansion of the diameter of the torsion coil spring. Therefore, resonance in the torsional direction of the torsion coil spring can be suppressed, and damage to the torsion coil spring can be prevented.

第2の発明のプーリ構造体は、前記第1の発明において、前記外回転体及び前記内回転体が回転していない状態において、前記隙間が、前記回転軸方向の一方から他方へ向かうほど大きくなることを特徴とするものである。   The pulley structure according to a second aspect of the present invention is the pulley structure according to the first aspect, wherein the gap increases from one to the other in the direction of the rotation axis when the outer rotating body and the inner rotating body are not rotating. It is characterized by.

本発明によれば、ねじりコイルばねの中領域の拡径にしたがって、中領域の外周面と外回転体の当接面とが、回転軸方向の一方(上記隙間が小さい側)から順次接触していく。このため、回転軸方向の他方や途中部分等にも上記隙間が小さい部分がある場合と比べて、ねじりコイルばねの有効巻数を、ねじり角度に応じて徐々に変化させることができる。したがって、ばね定数(すなわち、ねじりコイルばねのねじりトルク特性)をねじり角度に応じて徐々に変化させることができ、急激な変化を抑制できる。   According to the present invention, as the diameter of the middle region of the torsion coil spring increases, the outer peripheral surface of the middle region and the contact surface of the outer rotator sequentially come into contact with each other from one side in the rotational axis direction (the side with the smaller gap). To go. For this reason, the effective number of turns of the torsion coil spring can be gradually changed according to the torsion angle as compared with the case where the other gap in the direction of the rotation axis, the middle portion, and the like have a small gap. Therefore, the spring constant (that is, the torsion torque characteristic of the torsion coil spring) can be gradually changed according to the torsion angle, and a sudden change can be suppressed.

第3の発明のプーリ構造体は、前記第1又は第2の発明において、前記外回転体及び前記内回転体が回転していない状態において、前記隙間が、前記回転軸方向において連続的に変化することを特徴とするものである。   A pulley structure according to a third aspect of the present invention is the pulley structure according to the first or second aspect, wherein the gap continuously changes in the direction of the rotation axis when the outer rotating body and the inner rotating body are not rotating. It is characterized by doing.

本発明によれば、ねじりコイルばねの中領域が拡径するにつれて、中領域の外周面と外回転体の当接面との接触部分の面積が徐々に連続的に増加し、ねじりコイルばねの有効巻数が緩やかに変化する。したがって、ねじりコイルばねのばね定数を緩やかに変化させることができる。   According to the present invention, as the middle region of the torsion coil spring increases in diameter, the area of the contact portion between the outer peripheral surface of the middle region and the contact surface of the outer rotator gradually increases continuously. The effective number of turns changes slowly. Therefore, the spring constant of the torsion coil spring can be changed gently.

第4の発明のプーリ構造体は、前記第1〜第3のいずれかの発明において、前記ねじりコイルばねの拡径方向のねじり角度が、前記ねじりコイルばね全体の拡径変形が規制される最大ねじり角度の10%以上になったときに、前記中領域の前記外周面の一部が前記当接面に接触するように、前記ねじりコイルばね及び前記外回転体が形成されていることを特徴とするものである。   The pulley structure according to a fourth aspect of the present invention is the pulley structure according to any one of the first to third aspects, wherein the torsion angle in the diameter expansion direction of the torsion coil spring is the maximum at which the expansion deformation of the entire torsion coil spring is restricted. The torsion coil spring and the outer rotating body are formed so that a part of the outer peripheral surface of the middle region contacts the contact surface when the torsion angle becomes 10% or more. It is what.

本発明によれば、ねじりコイルばねの拡径方向のねじり角度が比較的小さい段階から、上記中領域の外周面と上記当接面が接触し始める。これにより、広いねじり角度の範囲にわたってねじりコイルばねの固有振動数を変化させることができ、ねじりコイルばねの拡径変形やその最大化の過度の繰り返しをさらに起こりにくくすることができる。   According to the present invention, the outer peripheral surface of the middle region and the contact surface start to come into contact with each other when the torsion angle in the diameter expansion direction of the torsion coil spring is relatively small. As a result, the natural frequency of the torsion coil spring can be changed over a wide range of torsion angles, and it is possible to further prevent the torsion coil spring from undergoing diameter expansion deformation and excessive repetition thereof.

第5の発明のプーリ構造体は、前記第1〜第4のいずれかの発明において、前記当接面は、前記回転軸方向の一方から他方に向かうほど径が拡大するテーパ面であることを特徴とするものである。   In the pulley structure according to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the contact surface is a tapered surface whose diameter increases from one to the other in the rotation axis direction. It is a feature.

本発明によれば、外回転体の当接面が単純なテーパ面になるので、外回転体の製造コストの増加を抑えることができる。   According to the present invention, since the contact surface of the outer rotator becomes a simple tapered surface, an increase in manufacturing cost of the outer rotator can be suppressed.

第6の発明のプーリ構造体は、前記第1〜第4のいずれかの発明において、前記当接面は、前記回転軸方向のピッチが前記ねじりコイルばねの巻線の前記回転軸方向のピッチと等しい螺旋面であることを特徴とするものである。   The pulley structure according to a sixth aspect of the present invention is the pulley structure according to any one of the first to fourth aspects, wherein the contact surface has a pitch in the rotation axis direction of the winding of the torsion coil spring in the rotation axis direction. It is a spiral surface equal to.

本発明によれば、中領域が拡径したときに、中領域の外周面と外回転体の当接面との接触部分の面積が増えやすくなる。したがって、接触部分に生じる応力が分散しやすくなるので、ねじりコイルばね及び外回転体の摩耗等を抑制することができる。   According to the present invention, when the diameter of the middle region is increased, the area of the contact portion between the outer peripheral surface of the middle region and the contact surface of the outer rotator is likely to increase. Therefore, since the stress generated in the contact portion is easily dispersed, wear of the torsion coil spring and the outer rotating body can be suppressed.

プーリ構造体を含むベルト伝動機構の正面図である。It is a front view of the belt transmission mechanism containing a pulley structure. 本発明の第1実施形態に係るプーリ構造体の断面図である。It is sectional drawing of the pulley structure which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図2のIII-III断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 2. 図2のIV-IV断面図である。It is IV-IV sectional drawing of FIG. ねじりコイルばねの中領域の拡径を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the diameter expansion of the middle area | region of a torsion coil spring. ねじりコイルばねのねじり角度とねじりトルクとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the twist angle of a torsion coil spring, and a twist torque. 本発明の第2実施形態に係るプーリ構造体の断面図である。It is sectional drawing of the pulley structure which concerns on 2nd Embodiment of this invention. ねじりコイルばねの中領域の拡径を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the diameter expansion of the middle area | region of a torsion coil spring. 変形例に係るプーリ構造体の断面図である。It is sectional drawing of the pulley structure which concerns on a modification. 従来のプーリ構造体を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the conventional pulley structure.

<第1実施形態>
次に、本発明の第1実施形態について、図1〜図6を参照しながら説明する。
<First Embodiment>
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

(ベルト伝動機構の概略構成)
まず、後述するプーリ構造体1が用いられるベルト伝動機構の一例について、図1を用いて説明する。図1は、ベルト伝動機構101の正面図である。ベルト伝動機構101は、例えば自動車等のエンジンのクランク軸に連結されるプーリ102と、補機であるオルタネータの駆動軸に連結されるプーリ構造体1と、ウォーターポンプ等の他の補機の駆動軸に連結されるプーリ103と、これらのプーリ間に巻き掛けられるベルトBと、を備える。各プーリは、それぞれ回転可能に支持されている。エンジンが駆動すると、クランク軸の回転動力が、プーリ102からベルトBを介してプーリ構造体1及びプーリ103に伝達される構成になっている。
(Schematic configuration of belt transmission mechanism)
First, an example of a belt transmission mechanism using a pulley structure 1 described later will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a front view of the belt transmission mechanism 101. The belt transmission mechanism 101 includes, for example, a pulley 102 connected to a crankshaft of an engine such as an automobile, a pulley structure 1 connected to a drive shaft of an alternator that is an auxiliary machine, and driving of other auxiliary machines such as a water pump. A pulley 103 connected to the shaft and a belt B wound between these pulleys are provided. Each pulley is rotatably supported. When the engine is driven, the rotational power of the crankshaft is transmitted from the pulley 102 to the pulley structure 1 and the pulley 103 via the belt B.

(プーリ構造体の構成)
次に、プーリ構造体1の構成について、図2〜図4を用いて説明する。図2は、第1実施形態に係るプーリ構造体1の断面図である。図3は、図2のIII−III断面図である。図4は、図2のIV−IV断面図である。なお、図2における紙面左右方向を前後方向(本発明の「回転軸方向」)とし、紙面左方を前方(本発明の「他方」)、紙面右方を後方(本発明の「一方」)とする。プーリ構造体1が回転する方向を周方向とする。また、後述する外回転体2の径方向を径方向とする。
(Configuration of pulley structure)
Next, the structure of the pulley structure 1 is demonstrated using FIGS. FIG. 2 is a cross-sectional view of the pulley structure 1 according to the first embodiment. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG. The left-right direction in FIG. 2 is the front-rear direction (the “rotation axis direction” in the present invention), the left side on the paper is the front (the “other” in the present invention), and the right side on the paper is the rear (the “one” in the present invention) And The direction in which the pulley structure 1 rotates is the circumferential direction. Moreover, let the radial direction of the outer rotary body 2 mentioned later be a radial direction.

プーリ構造体1は、エンジンのクランク軸の動力をオルタネータ等の補機に伝達するためのものである。図2に示すように、プーリ構造体1は、ベルトBが巻き掛けられる外回転体2と、外回転体2の内側に設けられており、オルタネータの駆動軸Sに接続される内回転体3と、外回転体2と内回転体3との間に配置されたねじりコイルばね4(以下、単に「ばね4」という)等を備える。   The pulley structure 1 is for transmitting the power of the crankshaft of the engine to an auxiliary machine such as an alternator. As shown in FIG. 2, the pulley structure 1 is provided with an outer rotating body 2 around which the belt B is wound, and an inner rotating body 3 provided inside the outer rotating body 2 and connected to the drive shaft S of the alternator. And a torsion coil spring 4 (hereinafter simply referred to as “spring 4”) disposed between the outer rotator 2 and the inner rotator 3.

まず、外回転体2について説明する。外回転体2は、略円筒状の部材である。図2に示すように、外回転体2の外周面には、ベルトBが巻き掛けられる。外回転体2は、ベルトBを介してトルクを与えられることで、回転軸Rを中心として回転する構成になっている。外回転体2の後端部の内周には、後述するばね4の後端部の外周面41が接触する圧接面21が形成されている。また、圧接面21の前方には、当接面22が形成されている。当接面22の詳細については、後述する。   First, the outer rotating body 2 will be described. The outer rotating body 2 is a substantially cylindrical member. As shown in FIG. 2, the belt B is wound around the outer peripheral surface of the outer rotator 2. The outer rotator 2 is configured to rotate about the rotation axis R when torque is applied via the belt B. A pressure contact surface 21 is formed on the inner periphery of the rear end portion of the outer rotating body 2 to contact an outer peripheral surface 41 of the rear end portion of the spring 4 described later. A contact surface 22 is formed in front of the pressure contact surface 21. Details of the contact surface 22 will be described later.

次に、内回転体3について説明する。内回転体3は、略円筒状の部材であり、外回転体2の径方向内側に設けられている。図2に示すように、内回転体3は、外回転体2と同一の回転軸Rを中心として、外回転体2に対して相対回転可能な構成になっている。なお、内回転体3の前端は、外回転体2の前端部に取り付けられたエンドキャップ5によって覆われている。   Next, the inner rotor 3 will be described. The inner rotator 3 is a substantially cylindrical member, and is provided on the radially inner side of the outer rotator 2. As shown in FIG. 2, the inner rotator 3 is configured to be rotatable relative to the outer rotator 2 around the same rotation axis R as the outer rotator 2. The front end of the inner rotator 3 is covered with an end cap 5 attached to the front end of the outer rotator 2.

内回転体3は、筒本体31と、筒本体31の前端部の径方向外側に配置された外筒部32と、筒本体31と外筒部32とをつなぐ接続部33等を有する。筒本体31は、オルタネータの駆動軸Sに接続される。筒本体31の前端部の外径は、前後方向の他の部分の外径と比べて大きくなっている。この部分における内回転体3の外周面を、接触面35とする。接触面35には、後述するばね4の前端部の内周面42が接触する。   The inner rotating body 3 includes a tube main body 31, an outer tube portion 32 disposed on the radially outer side of the front end portion of the tube main body 31, a connection portion 33 that connects the tube main body 31 and the outer tube portion 32, and the like. The cylinder body 31 is connected to the drive shaft S of the alternator. The outer diameter of the front end portion of the tube main body 31 is larger than the outer diameter of other portions in the front-rear direction. The outer peripheral surface of the inner rotating body 3 in this portion is referred to as a contact surface 35. The contact surface 35 is in contact with the inner peripheral surface 42 of the front end portion of the spring 4 described later.

外筒部32は、筒本体31の前端部の径方向外側に配置された筒状の部分である。外筒部32は、外回転体2と干渉しない程度に、後方に向かって延びている。外筒部32の内径は、外回転体2の圧接面21の径よりも大きい。接続部33は、筒本体31の前端部の径方向外側に形成され、筒本体31と外筒部32とをつなぐ環状の部分である。   The outer cylinder part 32 is a cylindrical part arranged on the radially outer side of the front end part of the cylinder main body 31. The outer cylinder part 32 extends rearward to such an extent that it does not interfere with the outer rotating body 2. The inner diameter of the outer cylindrical portion 32 is larger than the diameter of the pressure contact surface 21 of the outer rotating body 2. The connection portion 33 is an annular portion that is formed on the radially outer side of the front end portion of the cylinder body 31 and connects the cylinder body 31 and the outer cylinder portion 32.

内回転体3の前端部において、筒本体31と外筒部32との間には、対向面36が形成されている(図3参照)。対向面36は、周方向において、後述するばね4の前端面49と対向する。また、外筒部32の内周面には、外筒部32の径方向内側に突出する突起37が形成されている(図3参照)。突起37は、対向面36に対し、周方向において90°離れた位置付近に形成されている。   At the front end portion of the inner rotator 3, a facing surface 36 is formed between the tube main body 31 and the outer tube portion 32 (see FIG. 3). The facing surface 36 faces a front end surface 49 of the spring 4 described later in the circumferential direction. Moreover, the protrusion 37 which protrudes in the radial inside of the outer cylinder part 32 is formed in the internal peripheral surface of the outer cylinder part 32 (refer FIG. 3). The protrusion 37 is formed in the vicinity of a position 90 ° away from the facing surface 36 in the circumferential direction.

外回転体2の後端部の内周面と、内回転体3の筒本体31の後端部の外周面との間には、転がり軸受6が介設されている。また、外回転体2の前端部の内周面と、内回転体3の外筒部32の外周面との間には、滑り軸受7が介設されている。転がり軸受6及び滑り軸受7によって、外回転体2及び内回転体3が相対回転可能になっている。転がり軸受6の前方には、環状のスラストプレート8が配置されている。スラストプレート8は、内回転体3に固定され、内回転体3と一体的に回転するためのものである。   A rolling bearing 6 is interposed between the inner peripheral surface of the rear end portion of the outer rotator 2 and the outer peripheral surface of the rear end portion of the cylindrical main body 31 of the inner rotator 3. Further, a slide bearing 7 is interposed between the inner peripheral surface of the front end portion of the outer rotator 2 and the outer peripheral surface of the outer cylinder portion 32 of the inner rotator 3. By the rolling bearing 6 and the sliding bearing 7, the outer rotating body 2 and the inner rotating body 3 can be rotated relative to each other. An annular thrust plate 8 is disposed in front of the rolling bearing 6. The thrust plate 8 is fixed to the inner rotating body 3 and rotates integrally with the inner rotating body 3.

外回転体2と内回転体3との間には、空間9が形成されている。より具体的には、空間9は、外回転体2の内周面及び内回転体3の外筒部32の内周面と、筒本体31の外周面と、接続部33の後面と、スラストプレート8の前面とによって形成されている。この空間9に、ばね4が収容される。   A space 9 is formed between the outer rotator 2 and the inner rotator 3. More specifically, the space 9 includes the inner peripheral surface of the outer rotating body 2 and the inner peripheral surface of the outer cylindrical portion 32 of the inner rotating body 3, the outer peripheral surface of the cylindrical main body 31, the rear surface of the connecting portion 33, and the thrust. The front surface of the plate 8 is formed. The spring 4 is accommodated in this space 9.

次に、ばね4について説明する。ばね4は、ばね線を螺旋状に巻回して形成されたねじりコイルばねである。ばね4は、左巻き(前端から後端に向かって反時計回り)である。ばね4の巻き数は、図2に示すように、例えば7巻きであるが、これに限定されるものではない。ばね4は、外回転体2及び内回転体3が回転していない状態(すなわち、ばね4がねじられるような外力が、ばね4に加えられていない状態)において、全長にわたって径が略一定である。ばね4は、内回転体3の接続部33の後面とスラストプレート8の前面との間に挟まれることで、軸方向に若干圧縮された状態で空間9に収容されている。なお、ばね4の自然長に対する圧縮率は、例えば約20%である。   Next, the spring 4 will be described. The spring 4 is a torsion coil spring formed by spirally winding a spring wire. The spring 4 is left-handed (counterclockwise from the front end toward the rear end). As shown in FIG. 2, the number of turns of the spring 4 is, for example, 7 turns, but is not limited thereto. The spring 4 has a substantially constant diameter over the entire length in a state where the outer rotating body 2 and the inner rotating body 3 are not rotating (that is, a state where an external force that twists the spring 4 is not applied to the spring 4). is there. The spring 4 is housed in the space 9 while being slightly compressed in the axial direction by being sandwiched between the rear surface of the connecting portion 33 of the inner rotator 3 and the front surface of the thrust plate 8. In addition, the compression ratio with respect to the natural length of the spring 4 is, for example, about 20%.

ばね4は、外周面41と内周面42とを有しており、ばね線の断面形状は、例えば図2に示すように台形状になっている。外周面41及び内周面42は、外回転体2の回転軸Rと略平行になっている。また、ばね4は、外回転体2及び内回転体3が回転していない状態で、後端部において、外周面41が外回転体2の圧接面21に接触する後端側領域43(本発明の「第1領域」)と、前端部において、内周面42が内回転体3の接触面35に接触する前端側領域44(本発明の「第2領域」)と、後端側領域43と前端側領域44との間に位置し、外回転体2と内回転体3のいずれにも接触しない中領域45とを有する。   The spring 4 has an outer peripheral surface 41 and an inner peripheral surface 42, and the cross-sectional shape of the spring line is, for example, a trapezoid as shown in FIG. The outer peripheral surface 41 and the inner peripheral surface 42 are substantially parallel to the rotation axis R of the outer rotator 2. Further, the spring 4 has a rear end side region 43 (main book) in which the outer peripheral surface 41 is in contact with the pressure contact surface 21 of the outer rotator 2 at the rear end in a state where the outer rotator 2 and the inner rotator 3 are not rotating. “First region” of the invention, a front end side region 44 in which the inner peripheral surface 42 contacts the contact surface 35 of the inner rotor 3 (“second region” of the present invention), and a rear end side region at the front end portion. 43 and a front end side region 44, and has a middle region 45 that does not contact either the outer rotator 2 or the inner rotator 3.

後端側領域43は、ばね4の後端から1周以上(回転軸周りに360°以上)の領域である。外回転体2及び内回転体3が回転していない状態で、後端側領域43は、若干縮径された状態で空間9に収容されている。後端側領域43の外周面41は、ばね4の拡径方向の自己弾性復元力によって、圧接面21に押し付けられている(図2及び図4参照)。   The rear end side region 43 is a region of one or more rounds (360 ° or more around the rotation axis) from the rear end of the spring 4. In a state where the outer rotator 2 and the inner rotator 3 are not rotating, the rear end side region 43 is accommodated in the space 9 in a state where the diameter is slightly reduced. The outer peripheral surface 41 of the rear end side region 43 is pressed against the pressure contact surface 21 by the self-elastic restoring force in the diameter expansion direction of the spring 4 (see FIGS. 2 and 4).

前端側領域44は、ばね4の前端から1周以上(回転軸周りに360°以上)の領域である。前端側領域44は、外回転体2及び内回転体3が回転していない状態において、若干拡径された状態で空間9に収容されている。前端側領域44の内周面42は、接触面35に押し付けられている(図2及び図3参照)。また、前端側領域44は、三つの部分からなる。すなわち、図3に示すように、前端側領域44は、周方向において内回転体3の突起37よりもばね4の前端側(図3の矢印と同じ方向)の第1部分46と、径方向において突起37に対向する第2部分47と、第2部分47よりも後端側(図3の矢印と同じ方向)の第3部分48とを有する。図3において、ばね4のうち二点鎖線に挟まれた部分が、第2部分47である。また、第1部分46の前端部には、内回転体3の対向面36と周方向において対向する前端面49が形成されている。   The front end side region 44 is a region of one or more rounds (360 ° or more around the rotation axis) from the front end of the spring 4. The front end side region 44 is accommodated in the space 9 in a state where the diameter is slightly expanded in a state where the outer rotating body 2 and the inner rotating body 3 are not rotating. The inner peripheral surface 42 of the front end side region 44 is pressed against the contact surface 35 (see FIGS. 2 and 3). Moreover, the front end side area | region 44 consists of three parts. That is, as shown in FIG. 3, the front end side region 44 includes a first portion 46 on the front end side (the same direction as the arrow in FIG. 3) of the spring 4 with respect to the protrusion 37 of the inner rotator 3 in the circumferential direction. 2 has a second portion 47 facing the projection 37 and a third portion 48 on the rear end side (in the same direction as the arrow in FIG. 3) with respect to the second portion 47. In FIG. 3, a portion of the spring 4 sandwiched between two-dot chain lines is a second portion 47. In addition, a front end surface 49 is formed at the front end portion of the first portion 46 so as to face the facing surface 36 of the inner rotator 3 in the circumferential direction.

図2に示すように、中領域45は、後端側領域43と前端側領域44との間の領域である。外回転体2及び内回転体3が回転していない状態で、中領域45は、外回転体2と内回転体3のいずれにも接触していない。また、中領域45の外周面41は、径方向において、外回転体2の当接面22と対向する。詳細については後述する。   As shown in FIG. 2, the middle region 45 is a region between the rear end side region 43 and the front end side region 44. In a state where the outer rotator 2 and the inner rotator 3 are not rotating, the middle region 45 is not in contact with either the outer rotator 2 or the inner rotator 3. Further, the outer peripheral surface 41 of the middle region 45 faces the contact surface 22 of the outer rotator 2 in the radial direction. Details will be described later.

(外回転体の当接面の詳細)
次に、外回転体2の当接面22の詳細について説明する。
(Details of contact surface of outer rotating body)
Next, details of the contact surface 22 of the outer rotator 2 will be described.

図2に示すように、当接面22は、外回転体2の内周面のうち、圧接面21の前方においてテーパ状に形成されたテーパ面である。当接面22の径は、圧接面21の径よりも大きく、後方から前方へ向かうにつれて連続的に大きくなっている。当接面22は、径方向において、中領域45の外周面41と対向する。   As shown in FIG. 2, the contact surface 22 is a tapered surface formed in a tapered shape in front of the pressure contact surface 21 in the inner peripheral surface of the outer rotator 2. The diameter of the contact surface 22 is larger than the diameter of the pressure contact surface 21 and continuously increases from the rear to the front. The contact surface 22 faces the outer peripheral surface 41 of the middle region 45 in the radial direction.

外回転体2及び内回転体3が回転していない状態における、ばね4の中領域45の外周面41と外回転体2の当接面22との隙間の径方向における大きさをX1とする。前述したように、当接面22の径は、後方から前方へ向かうにつれて連続的に大きくなっており、また、外回転体2及び内回転体3が回転していない状態において、ばね4の径は、全長にわたって略一定である。このため、上記隙間の大きさX1は、中領域45の後端において最も小さく、後方から前方へ向かうにつれて連続的に大きくなっている。すなわち、上記隙間の大きさX1は、前後方向において連続的に変化する。   When the outer rotator 2 and the inner rotator 3 are not rotating, the radial size of the gap between the outer peripheral surface 41 of the middle region 45 of the spring 4 and the contact surface 22 of the outer rotator 2 is X1. . As described above, the diameter of the contact surface 22 is continuously increased from the rear to the front, and the diameter of the spring 4 in a state where the outer rotating body 2 and the inner rotating body 3 are not rotating. Is substantially constant over the entire length. For this reason, the size X1 of the gap is the smallest at the rear end of the middle region 45 and continuously increases from the rear to the front. That is, the gap size X1 continuously changes in the front-rear direction.

(プーリ構造体の動作)
次に、プーリ構造体1の動作について、図3〜図5を用いて説明する。図5は、ばね4の中領域45の拡径を示す説明図である。まず、外回転体2の回転速度が内回転体3の回転速度よりも大きい場合(すなわち、外回転体2が加速する場合)について説明する。なお、図3及び図4の矢印方向を正方向とする。
(Operation of pulley structure)
Next, operation | movement of the pulley structure 1 is demonstrated using FIGS. FIG. 5 is an explanatory view showing the diameter expansion of the middle region 45 of the spring 4. First, the case where the rotation speed of the outer rotator 2 is higher than the rotation speed of the inner rotator 3 (that is, the case where the outer rotator 2 accelerates) will be described. In addition, let the arrow direction of FIG.3 and FIG.4 be a positive direction.

まず、外回転体2が、内回転体3に対して正方向に相対回転し始める。ここで、外回転体2の圧接面21には、ばね4の後端側領域43の外周面41が圧接されているため(図4参照)、外回転体2の相対回転に伴って、ばね4の後端側領域43が圧接面21と共に正方向に移動し、内回転体3に対して正方向に相対回転する。これにより、ばね4が拡径方向にねじり変形(以下、単に拡径変形という)する。なお、圧接面21に対するばね4の後端側領域43の圧接力は、ばね4の拡径方向のねじり角度が大きくなるほど増大する。   First, the outer rotator 2 starts to rotate relative to the inner rotator 3 in the positive direction. Here, since the outer peripheral surface 41 of the rear end side region 43 of the spring 4 is pressed against the pressure contact surface 21 of the outer rotating body 2 (see FIG. 4), the spring rotates with the relative rotation of the outer rotating body 2. 4, the rear end side region 43 moves in the positive direction together with the pressure contact surface 21, and rotates relative to the inner rotating body 3 in the positive direction. As a result, the spring 4 undergoes torsional deformation (hereinafter simply referred to as diameter expansion deformation) in the diameter expansion direction. The pressure contact force of the rear end side region 43 of the spring 4 against the pressure contact surface 21 increases as the torsion angle in the diameter expansion direction of the spring 4 increases.

ばね4の拡径方向のねじり角度が、0°以上且つ所定の角度θ1(例えば3°)未満の場合、ばね4のうち、前端側領域44の第2部分47において最も大きなねじり応力が発生するようになっており、第2部分47が最も拡径変形しやすくなっている。このため、ばね4の拡径方向のねじり角度が大きくなると、第2部分47の内周面42が、拡径変形によって最初に接触面35から離れる。第2部分47が接触面35から離れると略同時に、又は、ばね4の拡径方向のねじり角度がさらに大きくなったときに、第2部分47の外周面が突起37に当接し、第2部分47の拡径変形が規制される。なお、このとき、第1部分46及び第3部分48は、まだ接触面35に接触している。   When the torsion angle in the diameter expansion direction of the spring 4 is 0 ° or more and less than a predetermined angle θ1 (for example, 3 °), the largest torsional stress is generated in the second portion 47 of the front end region 44 of the spring 4. Thus, the second portion 47 is most easily deformed by expanding its diameter. For this reason, when the torsion angle in the diameter expansion direction of the spring 4 is increased, the inner peripheral surface 42 of the second portion 47 is first separated from the contact surface 35 by the diameter expansion deformation. When the second portion 47 is separated from the contact surface 35, or at the same time or when the torsion angle in the diameter increasing direction of the spring 4 is further increased, the outer peripheral surface of the second portion 47 abuts against the protrusion 37, and the second portion 47 The 47 diameter expansion deformation is regulated. At this time, the first portion 46 and the third portion 48 are still in contact with the contact surface 35.

第2部分47が突起37に当接すると同時に、又は、ばね4の拡径方向のねじり角度がさらに大きくなったときに、第3部分48の接触面35に対する圧接力が略ゼロとなる。このときのばね4の拡径方向のねじり角度が、前述したθ1である。ねじり角度がθ1を超えると、第3部分48は、拡径変形により接触面35から離れていく。   At the same time when the second portion 47 abuts against the protrusion 37 or when the torsion angle in the diameter increasing direction of the spring 4 is further increased, the pressure contact force of the third portion 48 against the contact surface 35 becomes substantially zero. At this time, the torsion angle in the diameter increasing direction of the spring 4 is the aforementioned θ1. When the twist angle exceeds θ1, the third portion 48 moves away from the contact surface 35 due to the diameter expansion deformation.

ばね4の拡径方向のねじり角度がθ1以上の場合、ばね4の前端側領域44の拡径変形が突起37によって規制されており、前端側領域44は円弧状、すなわち突起37に対して摺動し易い形状に維持されている。このため、ねじり角度がさらに大きくなってばね4に作用するねじりトルクが増加すると、前端側領域44は、突起37に対する第2部分47の圧接力及び接触面35に対する第1部分46の圧接力に抗して、突起37及び接触面35に対して周方向に摺動する。そして、ばね4の前端面49が対向面36に当接して対向面36を押圧することにより、外回転体2と内回転体3との間で確実にトルクが伝達される。なお、このとき、前端側領域44の第3部分48が接触面35から離れているため、ねじり角度がθ1未満のとき(第3部分48が接触面35に押し付けられていたとき)と比べて、ばね4の有効巻数(ばね4の全長から固定部分を除いた、変形しうる範囲の巻数)が大きくなる。   When the twist angle in the diameter expansion direction of the spring 4 is equal to or greater than θ1, the diameter expansion deformation of the front end side region 44 of the spring 4 is restricted by the projection 37, and the front end side region 44 is slid with respect to the arc 37, that is, the projection 37. The shape is easy to move. For this reason, when the torsional angle is further increased and the torsional torque acting on the spring 4 is increased, the front end side region 44 is brought into contact with the pressing force of the second portion 47 against the protrusion 37 and the pressing force of the first portion 46 against the contact surface 35. On the contrary, it slides in the circumferential direction with respect to the protrusion 37 and the contact surface 35. Then, when the front end surface 49 of the spring 4 abuts against the opposing surface 36 and presses the opposing surface 36, torque is reliably transmitted between the outer rotator 2 and the inner rotator 3. At this time, since the third portion 48 of the front end side region 44 is separated from the contact surface 35, compared to when the twist angle is less than θ1 (when the third portion 48 is pressed against the contact surface 35). The effective number of turns of the spring 4 (the number of turns in a deformable range excluding the fixed portion from the entire length of the spring 4) increases.

次に、ばね4の拡径方向のねじり角度がθ1以上の場合における、中領域45の拡径変形について、図5を用いて説明する。まず、ばね4の中領域45が拡径変形する前の状態では、中領域45の外周面41と外回転体2の当接面22との隙間の径方向における大きさは、前述したとおりX1である(図5(a)参照)。ねじり角度が大きくなるにつれて、ばね4の中領域45が拡径し、上記隙間が小さくなっていく。但し、ねじり角度が所定の角度θ2(例えば5°)未満の場合、中領域45の外周面41と当接面22とはまだ接触していない。このため、ねじり角度がθ1〜θ2の範囲においては、ばね4の有効巻数は変化しない。   Next, the diameter expansion deformation of the middle region 45 when the twist angle in the diameter expansion direction of the spring 4 is equal to or greater than θ1 will be described with reference to FIG. First, in the state before the middle region 45 of the spring 4 undergoes diameter expansion deformation, the size in the radial direction of the gap between the outer peripheral surface 41 of the middle region 45 and the contact surface 22 of the outer rotor 2 is X1 as described above. (See FIG. 5A). As the torsion angle increases, the middle region 45 of the spring 4 increases in diameter, and the gap becomes smaller. However, when the twist angle is less than a predetermined angle θ2 (for example, 5 °), the outer peripheral surface 41 of the middle region 45 and the contact surface 22 are not yet in contact with each other. For this reason, the effective number of turns of the spring 4 does not change when the twist angle is in the range of θ1 to θ2.

ばね4の拡径方向のねじり角度がθ2を超えると、図5(b)に示すように、ばね4の中領域45の外周面41のうち、当接面22との隙間が最も小さい後端部分(すなわち、後端側領域43に最も近い部分)が、当接面22に当接する。つまり、ねじり角度がθ2を超えると、中領域45の一部の拡径変形が当接面22によって規制され始める。ねじり角度がさらに大きくなるにつれて、ばね4の中領域45のうち拡径変形が規制されていない部分は、さらに拡径変形を続ける。そして、中領域45の外周面41は、後端側領域43に近い部分から順次、当接面22に対して徐々に連続的に当接していき(図5(b)〜(d)参照)、当接した部分のそれ以上の拡径変形が規制される。このため、ねじり角度が大きくなるにつれて、ばね4の有効巻数は、徐々に連続的に減少する。   When the torsional angle in the diameter expansion direction of the spring 4 exceeds θ2, the rear end having the smallest clearance with the contact surface 22 in the outer peripheral surface 41 of the middle region 45 of the spring 4 as shown in FIG. A portion (that is, a portion closest to the rear end side region 43) contacts the contact surface 22. That is, when the twist angle exceeds θ2, a part of the middle region 45 is started to be restricted in diameter expansion by the contact surface 22. As the torsion angle is further increased, the portion of the middle region 45 of the spring 4 where the expansion deformation is not restricted continues further expansion. Then, the outer peripheral surface 41 of the middle region 45 is in contact with the contact surface 22 gradually and sequentially from the portion close to the rear end side region 43 (see FIGS. 5B to 5D). Further expansion deformation of the contacted portion is restricted. For this reason, as the torsional angle increases, the effective number of turns of the spring 4 gradually decreases continuously.

そして、ばね4の拡径方向のねじり角度が所定の角度θ3(例えば45°)に到達すると、図5(d)に示すように、ばね4の中領域45全体の外周面41が当接面22に当接する。また、このとき、ばね4の前端側領域44も内回転体3の外筒部32に接触する。これにより、ばね4全体のそれ以上の拡径変形が規制され、ばね4のねじり角度はθ3よりも大きくならず、外回転体2及び内回転体3が一体的に回転する。このように、プーリ構造体1においてロック機構が働くことで、ばね4の過度の拡径変形による破損が防止されるようになっている。   When the torsion angle in the diameter increasing direction of the spring 4 reaches a predetermined angle θ3 (for example, 45 °), the outer peripheral surface 41 of the entire middle region 45 of the spring 4 is brought into contact with the contact surface as shown in FIG. 22 abuts. At this time, the front end side region 44 of the spring 4 is also in contact with the outer cylindrical portion 32 of the inner rotating body 3. As a result, further expansion of the diameter of the spring 4 is restricted, the torsion angle of the spring 4 does not become larger than θ3, and the outer rotating body 2 and the inner rotating body 3 rotate integrally. Thus, the lock mechanism works in the pulley structure 1 to prevent the spring 4 from being damaged due to excessive diameter expansion deformation.

次に、上記のようなねじり角度の範囲(0°〜θ3)における、ばね4のねじり角度とばね4に作用するねじりトルクとの関係について、図6のグラフを用いて説明する。まず、ばね4の拡径方向のねじり角度が0°〜θ1の範囲では、ばね4の前端側領域44の第3部分48が接触面35に接触しており、ばね4の有効巻数が変化しないので、有効巻数に反比例するばね定数(ねじりトルク/ねじり角度)は、上記範囲において一定である。つまり、ねじり角度が0°〜θ1の範囲では、ねじりトルクはねじり角度に比例し、グラフは直線状になっている。   Next, the relationship between the torsion angle of the spring 4 and the torsion torque acting on the spring 4 in the range of the torsion angle as described above (0 ° to θ3) will be described with reference to the graph of FIG. First, when the torsion angle in the diameter expansion direction of the spring 4 is in the range of 0 ° to θ1, the third portion 48 of the front end side region 44 of the spring 4 is in contact with the contact surface 35, and the effective number of turns of the spring 4 does not change. Therefore, the spring constant (torsion torque / torsion angle) inversely proportional to the effective number of turns is constant in the above range. That is, in the range where the torsion angle is 0 ° to θ1, the torsion torque is proportional to the torsion angle, and the graph is linear.

ばね4の拡径方向のねじり角度がθ1〜θ2の場合、ばね4の前端側領域44の第3部分48が接触面35から離れているため、ねじり角度がθ1未満の場合に比べると、ばね4の有効巻数が大きくなり、ばね4のばね定数が小さくなる。なお、ねじり角度がθ1〜θ2の範囲においても、前述したように有効巻数は変化せず、ばね定数は一定である。   When the torsion angle in the diameter expansion direction of the spring 4 is θ1 to θ2, the third portion 48 of the front end side region 44 of the spring 4 is separated from the contact surface 35, so that the spring is smaller than the case where the torsion angle is less than θ1. The effective number of turns of 4 increases, and the spring constant of the spring 4 decreases. Even when the twist angle is in the range of θ1 to θ2, the effective number of turns does not change as described above, and the spring constant is constant.

ばね4の拡径方向のねじり角度がθ2〜θ3の場合、ねじり角度が大きくなるにつれて、外回転体2の当接面22に対するばね4の中領域45の外周面41の当接部分が、徐々に連続的に増加していく。このため、ねじり角度が大きくなるにつれて、ばね4の有効巻数が徐々に連続的に減少し、それに反比例して、ばね4のばね定数は徐々に連続的に大きくなっていく。ここで、前述したように、ばね4の中領域45の外周面41が当接面22に当接し始めるねじり角度θ2の値は、例えば5°である。また、ばね4全体の拡径変形が規制される最大ねじり角度(すなわち、θ3)の値は、例えば45°である。つまり、ばね4の拡径方向のねじり角度が上記最大ねじり角度の概ね10%以上になったときに、中領域45の外周面41の一部が当接面22に当接し、ばね定数が変化し始める。   When the torsion angle in the diameter expansion direction of the spring 4 is θ2 to θ3, the contact portion of the outer peripheral surface 41 of the middle region 45 of the spring 4 with respect to the contact surface 22 of the outer rotor 2 gradually increases as the torsion angle increases. Will increase continuously. For this reason, as the torsion angle increases, the effective number of turns of the spring 4 gradually decreases continuously, and in inverse proportion to this, the spring constant of the spring 4 gradually increases. Here, as described above, the value of the torsion angle θ2 at which the outer peripheral surface 41 of the middle region 45 of the spring 4 starts to contact the contact surface 22 is, for example, 5 °. Moreover, the value of the maximum torsion angle (that is, θ3) at which the expansion expansion of the entire spring 4 is restricted is 45 °, for example. That is, when the torsion angle in the diameter expansion direction of the spring 4 becomes approximately 10% or more of the maximum torsion angle, a part of the outer peripheral surface 41 of the middle region 45 abuts on the abutment surface 22 and the spring constant changes. Begin to.

なお、従来のように、ねじり角度がθ2〜θ3の範囲においてもばね定数が一定である場合(図6のグラフの破線参照。上述したプーリ構造体201において、このような特性になる)と比べて、プーリ構造体1のばね4は拡径変形しにくい。例えば、従来のプーリ構造体201のばね204の拡径変形が最大化するような(すなわち、拡径方向のねじり角度がθ3になるような)ねじりトルクTがばね4に作用しても、ばね4の拡径方向のねじり角度はθ3よりも小さいθ4にとどまり、拡径変形は最大化しない。   Compared to the case where the spring constant is constant even when the twist angle is in the range of θ2 to θ3 as in the prior art (see the broken line in the graph of FIG. 6, this characteristic is obtained in the pulley structure 201 described above). Thus, the spring 4 of the pulley structure 1 is not easily deformed by expanding its diameter. For example, even when a torsion torque T that maximizes the diameter expansion deformation of the spring 204 of the conventional pulley structure 201 (that is, the torsion angle in the diameter expansion direction becomes θ3) acts on the spring 4, the spring The torsion angle in the diameter expansion direction of 4 remains at θ4 smaller than θ3, and the diameter expansion deformation is not maximized.

次に、外回転体2の回転速度が内回転体3の回転速度よりも小さい場合(すなわち、外回転体2が減速する場合)について説明する。この場合、外回転体2は、内回転体3に対して逆方向(図2及び図3の矢印方向と逆の方向)に相対回転する。外回転体2の相対回転に伴って、ばね4の後端側領域43が、圧接面21と共に移動し、内回転体3に対して相対回転する。これにより、ばね4が縮径方向にねじり変形する(以下、単に縮径変形という)。   Next, the case where the rotation speed of the outer rotator 2 is lower than the rotation speed of the inner rotator 3 (that is, the case where the outer rotator 2 decelerates) will be described. In this case, the outer rotating body 2 rotates relative to the inner rotating body 3 in the reverse direction (the direction opposite to the arrow direction in FIGS. 2 and 3). With the relative rotation of the outer rotating body 2, the rear end side region 43 of the spring 4 moves together with the pressure contact surface 21 and rotates relative to the inner rotating body 3. As a result, the spring 4 is torsionally deformed in the diameter reducing direction (hereinafter simply referred to as diameter reducing deformation).

ばね4の縮径方向のねじり角度が所定の角度θ5(図6参照。例えば、θ5=10°)未満の場合、後端側領域43の圧接面21に対する圧接力は、ねじり角度がゼロの場合に比べて若干低下するものの、後端側領域43は圧接面21に圧接している。また、前端側領域44の接触面35に対する圧接力は、ねじり角度がゼロの場合に比べて若干増大する。ばね4の縮径方向のねじり角度がθ5以上の場合、後端側領域43の圧接面21に対する圧接力は略ゼロとなり、後端側領域43は圧接面21に対して外回転体2の周方向に摺動する。したがって、外回転体2と内回転体3との間でトルクは伝達されない。このようにして、ばね4は、トルクを一方向に伝達又は遮断する。なお、ばね4の前後方向の後端部は、内回転体3と一体的に回転するスラストプレート8の前面に接触しているため、ばね4がさらに縮径して後端側領域43が圧接面21から離れた場合、ばね4は内回転体3と一体に動き、且つ、外回転体2と接触していない状態になる。このように、ばね4が縮径する場合、ばね4と外回転体2との擦過による両者の摩耗が抑えられるようになっている。   When the torsion angle in the diameter reduction direction of the spring 4 is less than a predetermined angle θ5 (see FIG. 6, for example, θ5 = 10 °), the press contact force with respect to the press contact surface 21 of the rear end side region 43 is when the torsion angle is zero. However, the rear end region 43 is in pressure contact with the pressure contact surface 21. Further, the pressure contact force of the front end side region 44 against the contact surface 35 is slightly increased as compared with the case where the twist angle is zero. When the torsion angle in the diameter reducing direction of the spring 4 is equal to or larger than θ5, the pressure contact force of the rear end side region 43 with respect to the pressure contact surface 21 is substantially zero, and the rear end side region 43 is Slide in the direction. Therefore, torque is not transmitted between the outer rotator 2 and the inner rotator 3. In this way, the spring 4 transmits or blocks torque in one direction. The rear end portion of the spring 4 in the front-rear direction is in contact with the front surface of the thrust plate 8 that rotates integrally with the inner rotor 3, so that the spring 4 is further reduced in diameter and the rear end region 43 is pressed. When separated from the surface 21, the spring 4 moves integrally with the inner rotator 3 and is not in contact with the outer rotator 2. As described above, when the diameter of the spring 4 is reduced, wear of both of the spring 4 and the outer rotating body 2 due to abrasion is suppressed.

以上のように、外回転体2が加速する場合にばね4の中領域45が拡径していくと、中領域45の外周面41と当接面22とは、隙間が小さい部分から順次接触していく。ばね4の拡径方向のねじり角度が大きくなるにつれて接触部分が増えるため、中領域45の外周面41と当接面22との接触が始まってから中領域45全体が当接面22に接触するまでの間に、ばね4の有効巻数が減少し、それに反比例してばね定数は大きくなる。言い換えると、上記接触が始まってから拡径変形が最大化するまでのねじり角度の範囲において、ねじり角度の変化に伴いばね4のねじり方向の固有振動数が変化する。上記ねじり角度の範囲において、例えばクランク軸の回転速度の変動等により外回転体2の回転速度が変動し、その周波数が、あるねじり角度において、仮にばね4の固有振動数と一致しても、ねじり角度が変化すればばね4の固有振動数も変化することから、外回転体2の回転変動の周波数とばね4の固有振動数が一致する状態が続かない。そのため、ばね4の共振が抑えられる。このようにしてねじり方向の共振が抑制されることで、ばね4の拡径変形やその最大化が過度に繰り返されることを防止できる。したがって、ばね4のねじり方向の共振を抑制して、ばね4の破損を防止することができる。また、ばね4の外周面41と当接面22との接触が過度に繰り返されることを抑制できるため、部材の摩耗を抑えることができる。   As described above, when the outer region 2 accelerates and the middle region 45 of the spring 4 increases in diameter, the outer peripheral surface 41 and the contact surface 22 of the middle region 45 sequentially come into contact with each other from the portion where the gap is small. I will do it. Since the contact portion increases as the torsion angle in the diameter expansion direction of the spring 4 increases, the entire middle region 45 contacts the contact surface 22 after the contact between the outer peripheral surface 41 of the middle region 45 and the contact surface 22 begins. In the meantime, the effective number of turns of the spring 4 decreases, and the spring constant increases inversely proportionally. In other words, the natural frequency in the torsional direction of the spring 4 changes in accordance with the change in the torsional angle in the range of the torsional angle from when the contact starts until the diameter expansion deformation is maximized. In the range of the torsional angle, the rotational speed of the outer rotating body 2 varies due to, for example, fluctuations in the rotational speed of the crankshaft, and even if the frequency coincides with the natural frequency of the spring 4 at a certain torsional angle, If the torsional angle changes, the natural frequency of the spring 4 also changes. Therefore, the state in which the frequency of the rotational fluctuation of the outer rotating body 2 matches the natural frequency of the spring 4 does not continue. Therefore, resonance of the spring 4 is suppressed. By suppressing the resonance in the torsional direction in this way, it is possible to prevent the spring 4 from undergoing excessive expansion and maximal deformation. Therefore, the resonance of the spring 4 in the torsional direction can be suppressed and the spring 4 can be prevented from being damaged. Moreover, since it can suppress that the contact with the outer peripheral surface 41 of the spring 4 and the contact surface 22 is repeated excessively, wear of a member can be suppressed.

また、外回転体2及び内回転体3が回転していない状態で、上記隙間が、後方から前方へ向かうにつれて大きくなる。このため、ばね4の中領域45の拡径変形にしたがって、中領域45の外周面41と当接面22とが、上記隙間が小さい側、すなわち後端側領域43に近い側から順次接触していく。このため、ばね4の有効巻数を、ねじり角度に応じて徐々に変化させることが確実にできる。したがって、ばね4のばね定数をねじり角度に応じて徐々に変化させることができ、急激な変化を抑制できる。   Moreover, the said clearance gap becomes large as it goes to the front from the back in the state which the outer rotating body 2 and the inner rotating body 3 are not rotating. For this reason, according to the diameter expansion deformation of the middle region 45 of the spring 4, the outer peripheral surface 41 and the contact surface 22 of the middle region 45 sequentially contact from the side where the gap is small, that is, from the side closer to the rear end side region 43. To go. For this reason, it is possible to reliably change the effective number of turns of the spring 4 gradually according to the twist angle. Therefore, the spring constant of the spring 4 can be gradually changed according to the twist angle, and a sudden change can be suppressed.

また、外回転体2及び内回転体3が回転していない状態で、前後方向において上記隙間の大きさが連続的に変化する。このため、ばね4の中領域45が拡径変形するにつれて、中領域45の外周面41と当接面22との接触部分の面積が徐々に連続的に増加し、ばね4の有効巻数が緩やかに変化する。したがって、ばね4のばね定数を緩やかに変化させることができる。   In addition, the size of the gap continuously changes in the front-rear direction while the outer rotating body 2 and the inner rotating body 3 are not rotating. For this reason, as the middle region 45 of the spring 4 expands and deforms, the area of the contact portion between the outer peripheral surface 41 and the contact surface 22 of the middle region 45 gradually increases continuously, and the effective number of turns of the spring 4 gradually decreases. To change. Therefore, the spring constant of the spring 4 can be changed gently.

また、ばね4の拡径方向のねじり角度が、ばね4全体の拡径変形が規制される最大ねじり角度の10%以上になったときに、中領域45の外周面41の一部が当接面22に当接する。つまり、ねじり角度が比較的小さい段階から、中領域45の外周面41と当接面22が接触し始める。これにより、広いねじり角度の範囲にわたってばね4の固有振動数を変化させることができ、ばね4の拡径変形やその最大化の過度の繰り返しをさらに起こりにくくすることができる。   Further, when the torsion angle in the diameter expansion direction of the spring 4 becomes 10% or more of the maximum torsion angle at which the expansion expansion of the entire spring 4 is restricted, a part of the outer peripheral surface 41 of the middle region 45 comes into contact. Abuts against the surface 22. That is, the outer peripheral surface 41 of the middle region 45 and the contact surface 22 start to come into contact from a stage where the twist angle is relatively small. Thereby, the natural frequency of the spring 4 can be changed over a wide range of torsion angles, and it is possible to further prevent the spring 4 from undergoing diameter expansion deformation and excessive repetition of its maximization.

また、外回転体2の当接面22が単純なテーパ面になるので、外回転体2の製造コストの増加を抑えることができる。   Moreover, since the contact surface 22 of the outer rotator 2 is a simple tapered surface, an increase in the manufacturing cost of the outer rotator 2 can be suppressed.

また、中領域45が拡径変形するねじり角度の範囲においてばね定数が一定である従来のプーリ構造体201と比べて、プーリ構造体1のばね4のばね定数は大きくなりやすいため、ばね4は拡径変形しにくい。このため、例えばプーリ構造体1に接続されるオルタネータの容量が大きくても(すなわち、オルタネータの慣性モーメントが大きく、オルタネータの駆動軸を回転させるために必要なトルクが大きくても)、ばね4の拡径方向のねじり角度は、従来のプーリ構造体201と比べて最大化しにくい。つまり、プーリ構造体1においては、容量が小さいオルタネータに接続される場合は勿論のこと、容量が比較的大きいオルタネータに接続された場合でも、ばね4の拡径変形やその最大化が過度に繰り返されにくいため、ばね4が破損しにくくなる。したがって、例えば自動車の車種ごとにオルタネータの容量を変更する必要があっても、オルタネータの容量によらず同じプーリ構造体1を兼用しやすくなるので、プーリ構造体の設計を車種ごとに変更する手間を軽減させることができる。   In addition, since the spring constant of the spring 4 of the pulley structure 1 is likely to be larger than that of the conventional pulley structure 201 in which the spring constant is constant in the range of the torsion angle at which the middle region 45 expands and deforms, the spring 4 Difficult to expand and deform. Therefore, for example, even if the capacity of the alternator connected to the pulley structure 1 is large (that is, even if the moment of inertia of the alternator is large and the torque necessary to rotate the drive shaft of the alternator is large), the spring 4 The twist angle in the diameter expansion direction is difficult to maximize as compared with the conventional pulley structure 201. That is, in the pulley structure 1, not only when connected to an alternator having a small capacity, but also when connected to an alternator having a relatively large capacity, the diameter expansion deformation and maximization of the spring 4 are excessively repeated. Since it is difficult to be broken, the spring 4 is not easily damaged. Therefore, for example, even if it is necessary to change the capacity of the alternator for each vehicle type, it becomes easy to use the same pulley structure 1 regardless of the capacity of the alternator. Can be reduced.

<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態について、図7及び図8を参照しながら説明する。但し、第1実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. However, about the thing which has the structure similar to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted suitably.

図7は、第2実施形態に係るプーリ構造体1aの断面図である。プーリ構造体1aにおいては、外回転体2aの形状が、第1実施形態の外回転体2の形状と異なる。それ以外の構成は、第1実施形態と同様である。   FIG. 7 is a cross-sectional view of the pulley structure 1a according to the second embodiment. In the pulley structure 1a, the shape of the outer rotator 2a is different from the shape of the outer rotator 2 of the first embodiment. Other configurations are the same as those in the first embodiment.

外回転体2aの後端部の内周には、圧接面21aが形成されており、圧接面21aの前方には、当接面22aが形成されている。圧接面21aの形状は、第1実施形態の圧接面21と同様である。   A pressure contact surface 21a is formed on the inner periphery of the rear end portion of the outer rotating body 2a, and a contact surface 22a is formed in front of the pressure contact surface 21a. The shape of the pressure contact surface 21a is the same as that of the pressure contact surface 21 of the first embodiment.

当接面22aは、全体にわたって螺旋状に形成された螺旋面である。この螺旋の前後方向のピッチは、ばね4の巻線のピッチと略等しい。また、この螺旋面は、回転軸Rに対して略平行である。外回転体2及び内回転体3が回転していない状態における、当接面22aと中領域45の外周面41との隙間の径方向における大きさを、X2とする。X2は、第1実施形態の隙間の大きさX1と同様に、後方から前方へ向かうにつれて連続的に大きくなっている。   The contact surface 22a is a spiral surface formed in a spiral shape throughout. The pitch in the front-rear direction of this spiral is substantially equal to the pitch of the windings of the spring 4. The spiral surface is substantially parallel to the rotation axis R. The size in the radial direction of the gap between the contact surface 22a and the outer peripheral surface 41 of the middle region 45 in a state where the outer rotator 2 and the inner rotator 3 are not rotating is defined as X2. X2 is continuously increased from the rear to the front, similarly to the gap size X1 of the first embodiment.

上記のようなプーリ構造体1aにおいても、ばね4の拡径方向のねじり角度がθ2〜θ3の場合、ばね4の中領域45が拡径するにつれて、中領域45の外周面41と当接面22aとが、後端側領域43に近い側から順次接触する。この第2実施形態においては、第1実施形態(図5参照)と比較して、図8に示すように、中領域45の外周面41と当接面22aとの接触部分の面積が増える。したがって、接触部分に生じる応力が分散しやすくなるので、ばね4及び外回転体2の摩耗等を抑制することができる。   Also in the pulley structure 1a as described above, when the twist angle in the diameter expansion direction of the spring 4 is θ2 to θ3, the outer surface 41 and the abutting surface of the middle region 45 increase as the diameter of the middle region 45 of the spring 4 increases. 22a sequentially contacts from the side close to the rear end side region 43. In the second embodiment, as compared with the first embodiment (see FIG. 5), as shown in FIG. 8, the area of the contact portion between the outer peripheral surface 41 of the middle region 45 and the contact surface 22a increases. Therefore, since the stress generated in the contact portion is easily dispersed, wear of the spring 4 and the outer rotating body 2 can be suppressed.

次に、前記までの実施形態に変更を加えた変形例について説明する。但し、前記までの実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。   Next, a modified example in which the above embodiment is modified will be described. However, components having the same configurations as those of the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted as appropriate.

(1)外回転体2等の構成は、上述したものに限られない。例えば、前記までの実施形態においては、当接面22等がテーパ形状又は螺旋状に形成されているものとしたが、例えば階段状等でも良い。また、前記までの実施形態においては、当接面22等の径は後方から前方へ向かうにつれて大きくなるものとしたが、これには限られない。例えば図9(a)に示すように、プーリ構造体1bの外回転体2bにおいて、当接面22bの径が、前方から後方へ向かうにつれて大きくなっていても良い。さらに、前後方向において一方から他方へ向かうにつれて、当接面22等の径が必ずしも大きくなっていなくても良い。例えば、図9(b)に示すように、プーリ構造体1cの外回転体2cにおいて、ばね4の後端側領域43側と前端側領域44側の両方において当接面22cの径が小さく、それらの間の領域において当接面22cの径が大きくなっていても良い。この場合でも、中領域45の外周面41と当接面22cとは、ばね4の拡径に伴い、隙間が小さい部分から順次接触していく。これにより、中領域45の拡径中にばね4のばね定数が変化しやすく、すなわち固有振動数が変化しやすくなるため、ばね4のねじり方向の共振を抑えることができる。 (1) The configuration of the outer rotator 2 and the like is not limited to that described above. For example, in the embodiments described above, the contact surface 22 or the like is formed in a tapered shape or a spiral shape, but may be a stepped shape or the like. In the embodiments described above, the diameter of the contact surface 22 and the like is increased from the rear toward the front, but is not limited thereto. For example, as shown to Fig.9 (a), in the outer rotary body 2b of the pulley structure 1b, the diameter of the contact surface 22b may become large as it goes to the back from the front. Furthermore, the diameter of the contact surface 22 or the like does not necessarily increase as it goes from one to the other in the front-rear direction. For example, as shown in FIG. 9B, in the outer rotating body 2c of the pulley structure 1c, the diameter of the contact surface 22c is small on both the rear end side region 43 side and the front end side region 44 side of the spring 4, In the region between them, the diameter of the contact surface 22c may be large. Even in this case, the outer peripheral surface 41 and the contact surface 22c of the middle region 45 sequentially come into contact with a portion having a small gap as the diameter of the spring 4 increases. Accordingly, the spring constant of the spring 4 is likely to change during the diameter expansion of the middle region 45, that is, the natural frequency is likely to change, so that resonance in the torsional direction of the spring 4 can be suppressed.

(2)前記までの実施形態において、ばね4は、外回転体2及び内回転体3が回転していない状態において、全長にわたって径が略一定であるものとしたが、これには限られない。例えば、円錐形や樽形等のものでも良く、外回転体2及び内回転体3が回転していない状態において、前後方向において中領域45の外周面と当接面22等との隙間が変化する構成になっていれば良い。 (2) In the embodiments described above, the spring 4 has a substantially constant diameter over the entire length in a state where the outer rotating body 2 and the inner rotating body 3 are not rotating, but is not limited thereto. . For example, a conical shape or a barrel shape may be used, and the gap between the outer peripheral surface of the middle region 45 and the contact surface 22 or the like changes in the front-rear direction when the outer rotating body 2 and the inner rotating body 3 are not rotating. It only has to be configured to do so.

(3)ばね4の断面形状は、図2等に示されるような台形状でなくても良い。例えば円形等、様々な形状であって良い。 (3) The cross-sectional shape of the spring 4 may not be trapezoidal as shown in FIG. For example, it may have various shapes such as a circle.

(4)前記までの実施形態において、ばね4は、外回転体2及び内回転体3が回転していない状態において、後端側領域43の外周面が外回転体に押し付けられ、前端側領域44の内周面が内回転体に押し付けられるものとしたが、これには限られない。例えば、外回転体2及び内回転体3が回転していない状態において、ばね4の後端側領域43の内周面が外回転体に押し付けられ、前端側領域44の外周面が内回転体に押し付けられるような構成でも良い(上述した特許文献1(特開2014−114947号公報)の図5等参照)。或いは、後端側領域43の外周面が内回転体に押し付けられ、前端側領域44の内周面が外回転体に押し付けられるような構成等になっていても良い。つまり、ばね4を介して、外回転体と内回転体との間でトルクを伝達できる構成であれば良い。 (4) In the above-described embodiments, the spring 4 has the front end side region in which the outer peripheral surface of the rear end side region 43 is pressed against the outer rotary body in a state where the outer rotary body 2 and the inner rotary body 3 are not rotating. Although the inner peripheral surface of 44 is pressed against the inner rotating body, the present invention is not limited to this. For example, in a state where the outer rotator 2 and the inner rotator 3 are not rotating, the inner peripheral surface of the rear end side region 43 of the spring 4 is pressed against the outer rotator, and the outer peripheral surface of the front end region 44 is the inner rotator. (See FIG. 5 etc. in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2014-114947) mentioned above). Alternatively, the outer peripheral surface of the rear end side region 43 may be pressed against the inner rotator, and the inner peripheral surface of the front end side region 44 may be pressed against the outer rotator. That is, any configuration may be used as long as torque can be transmitted between the outer rotating body and the inner rotating body via the spring 4.

1、1a プーリ構造体
2、2a 外回転体
3 内回転体
4 ねじりコイルばね
22、22a 当接面
41 外周面
43 後端側領域(第1領域)
44 前端側領域(第2領域)
45 中領域
B ベルト
R 回転軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a Pulley structure 2, 2a Outer rotating body 3 Inner rotating body 4 Torsion coil spring 22, 22a Contact surface 41 Outer surface 43 Rear end side region (first region)
44 Front end region (second region)
45 Middle area B Belt R Rotating shaft

Claims (6)

ベルトが巻き掛けられ、前記ベルトを介して与えられるトルクによって回転する筒状の外回転体と、
前記外回転体の径方向の内側に設けられ、前記外回転体に対して前記外回転体と同一の回転軸を中心として相対回転可能な内回転体と、
前記外回転体と前記内回転体との間に配置されたねじりコイルばねと、を備え、
前記ねじりコイルばねは、前記外回転体及び前記内回転体が回転していない状態において、前記外回転体と前記内回転体との一方に接触する第1領域と、前記外回転体と前記内回転体との他方に接触する第2領域と、前記第1領域と前記第2領域との間に位置し、前記外回転体と前記内回転体のいずれにも接触しない中領域と、を有し、
前記外回転体は、前記ねじりコイルばねの拡径に伴い前記ねじりコイルばねの前記中領域の外周面に当接することで、前記ねじりコイルばねの拡径変形を規制する当接面を有し、
前記外回転体及び前記内回転体が回転していない状態において、前記ねじりコイルばねの前記中領域の前記外周面と前記外回転体の前記当接面との隙間の前記径方向における大きさが、前記外回転体の回転軸方向において変化することを特徴とするプーリ構造体。
A cylindrical outer rotating body around which a belt is wound and rotated by a torque applied through the belt;
An inner rotator which is provided on the inner side in the radial direction of the outer rotator and is rotatable relative to the outer rotator about the same rotation axis as the outer rotator;
A torsion coil spring disposed between the outer rotating body and the inner rotating body,
The torsion coil spring includes a first region that contacts one of the outer rotator and the inner rotator in a state where the outer rotator and the inner rotator are not rotating, the outer rotator, and the inner rotator. A second region that contacts the other of the rotator, and a middle region that is located between the first region and the second region and that does not contact either the outer rotator or the inner rotator. And
The outer rotating body has an abutment surface that regulates deformation of the torsion coil spring by expanding in contact with the outer peripheral surface of the middle region of the torsion coil spring as the diameter of the torsion coil spring increases.
In the state where the outer rotating body and the inner rotating body are not rotating, the radial size of the gap between the outer peripheral surface of the middle region of the torsion coil spring and the contact surface of the outer rotating body is small. The pulley structure changes in the direction of the rotation axis of the outer rotating body.
前記外回転体及び前記内回転体が回転していない状態において、前記隙間の前記径方向における大きさが、前記回転軸方向の一方から他方へ向かうにつれて大きくなることを特徴とする請求項1に記載のプーリ構造体。   2. The state in which the radial size of the gap increases from one to the other in the rotation axis direction in a state where the outer rotating body and the inner rotating body are not rotating. The pulley structure described. 前記外回転体及び前記内回転体が回転していない状態において、前記隙間の前記径方向における大きさが、前記回転軸方向において連続的に変化することを特徴とする請求項1又は2に記載のプーリ構造体。   3. The size of the gap in the radial direction continuously changes in the direction of the rotation axis when the outer rotating body and the inner rotating body are not rotating. Pulley structure. 前記ねじりコイルばねの拡径方向のねじり角度が、前記ねじりコイルばね全体の拡径変形が規制される最大ねじり角度の10%以上になったときに、前記中領域の前記外周面の一部が前記当接面に接触するように、前記ねじりコイルばね及び前記外回転体が形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のプーリ構造体。   When the torsion angle in the diameter increasing direction of the torsion coil spring becomes 10% or more of the maximum torsion angle at which diameter expansion deformation of the entire torsion coil spring is restricted, a part of the outer peripheral surface of the middle region is The pulley structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the torsion coil spring and the outer rotating body are formed so as to be in contact with the contact surface. 前記当接面は、前記回転軸方向の一方から他方に向かうにつれて径が拡大するテーパ面であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のプーリ構造体。   The pulley structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the contact surface is a tapered surface having a diameter that increases from one to the other in the rotation axis direction. 前記当接面は、前記回転軸方向のピッチが前記ねじりコイルばねの巻線の前記回転軸方向のピッチと等しい螺旋面であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のプーリ構造体。   The pulley according to any one of claims 1 to 4, wherein the contact surface is a spiral surface having a pitch in the rotation axis direction equal to a pitch in the rotation axis direction of the winding of the torsion coil spring. Structure.
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