JP2021169831A - Power transmission device - Google Patents

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雅義 畠中
Masayoshi Hatanaka
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Abstract

To provide a power transmission device capable of absorbing load torque even when great load torque works during engine start.SOLUTION: A power transmission device 7 includes: an input member 10; an output member 11; a first coil spring 12 to be torsionally deformed according to torque from the input member 10; an impact absorbing member 30 arranged in the state of contacting the first coil spring 12 so as to be deformed in association with the torsional deformation of the first coil spring 12; and a spring clutch 13. The spring clutch 13 has a second coil spring 132, a first hold part 131 arranged on the input member side, and a second hold part 133 arranged on the output member side. When the rotation speed of the first hold part 131 is equal to or higher than the rotation speed of the second hold part 133, the first and second hold parts 131, 133 are integrally rotated, and when the rotation speed of the first hold part 131 is lower than the rotation speed of the second hold part 133, power transmission between the first and second hold parts is cut off.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、例えばエンジン等の駆動源からの動力を伝達する動力伝達装置に関する。 The present invention relates to a power transmission device that transmits power from a drive source such as an engine.

一般に、自動車にあっては、エンジン出力軸に固定されるプーリと、冷却ファン、オルタネータ等の補機駆動用のプーリとの間にベルトを巻掛け、エンジンの回転を、ベルトを介してオルタネータ等に伝達している。エンジンの減速時、オルタネータ等の慣性回転がベルトに負荷として作用しないように、オルタネータプーリに一方向クラッチを内蔵し、該プーリ入力側の回転が出力側の回転より低い場合、オーバーランしてベルトの負荷を低減し、ベルト寿命を向上すると共にベルトスリップ音を抑制した伝動装置が、知られている。 Generally, in an automobile, a belt is wound between a pulley fixed to an engine output shaft and a pulley for driving an auxiliary machine such as a cooling fan or an alternator, and the rotation of the engine is controlled by the alternator or the like via the belt. Is communicating to. A one-way clutch is built into the alternator pulley so that the inertial rotation of the alternator does not act as a load on the belt when the engine is decelerating. A transmission device that reduces the load on the belt, improves the belt life, and suppresses the belt slip noise is known.

従来、上記一方向クラッチとしてクラッチバネを用いたものがあり(特許文献1参照)、該伝動装置(デカップラアセンブリ)は、プーリがハブ(出力部材)に対して加速された時は、クラッチバネが拡径してプーリ内面に摩擦係合して動力伝達され、プーリがハブに対して減速された時は、クラッチバネが縮径して上記摩擦係合が解除される。更に、該伝動装置は、上記クラッチバネの出力側に連結している担体と上記ハブとの間に捩り(コイル)バネが介在し、該捩りバネは、エンジン出力軸の角速度変動に起因するベルト張力変動(トルク変動)を吸収する。また、該捩りバネには所定間隙を有してトルクリミッタが被嵌されており、上記捩りバネに所定値以上のトルクが作用すると、捩りバネの外径方向の変形が上記トルクリミッタに接触することにより規制され、上記所定値以上のトルクは、捩りバネに作用することなくプーリからハブに直接伝達される。これにより、上記捩りバネに作用するトルクが所定値以下に制限され、捩れバネへの過負荷が防止される。 Conventionally, there is one that uses a clutch spring as the one-way clutch (see Patent Document 1), and the transmission device (decoupler assembly) is a clutch spring when the pulley is accelerated with respect to the hub (output member). Is expanded in diameter and frictionally engaged with the inner surface of the pulley to transmit power, and when the pulley is decelerated with respect to the hub, the clutch spring is reduced in diameter and the frictional engagement is released. Further, in the transmission device, a torsion (coil) spring is interposed between the carrier connected to the output side of the clutch spring and the hub, and the torsion spring is a belt caused by an angular velocity fluctuation of the engine output shaft. Absorbs tension fluctuations (torque fluctuations). Further, a torque limiter is fitted to the torsion spring with a predetermined gap, and when a torque of a predetermined value or more acts on the torsion spring, the deformation of the torsion spring in the outer radial direction comes into contact with the torque limiter. The torque above the predetermined value is directly transmitted from the pulley to the hub without acting on the torsion spring. As a result, the torque acting on the torsion spring is limited to a predetermined value or less, and an overload on the torsion spring is prevented.

特許第5057997号公報Japanese Patent No. 5057997

上記捩りバネは、通常運転時に生じる負荷トルク域では、捩り動作によってベルト張力変動を吸収することができる。しかしながら、上記捩りバネは、エンジン始動時やアイドリングストップ後の再始動時等に生じる大きい負荷トルク域では、上記トルクリミッタにより捩り動作が規制されるので、該大きな負荷トルクが直接ベルトに作用し、ベルトに大きな負荷が作用する。 The torsion spring can absorb the fluctuation of the belt tension by the torsion operation in the load torque range generated during the normal operation. However, in the large load torque range generated when the engine is started or restarted after idling stop, the torsional spring is regulated by the torque limiter, so that the large load torque acts directly on the belt. A large load acts on the belt.

近年、燃費低減、排気ガスの低減のため、アイドリングストップ車両が増加する傾向にあり、この場合、自動車使用期間中のエンジン始動回数(再始動を含む)が格段に多くなり、ベルトの耐久性に一層の注意を払う必要がある。 In recent years, the number of idling stop vehicles has tended to increase in order to reduce fuel consumption and exhaust gas. In this case, the number of engine starts (including restart) during the period of automobile use has increased dramatically, and the durability of the belt has improved. Greater attention needs to be paid.

そこで、本発明は、エンジン始動時等による大きな負荷トルクが作用しても、該負荷トルクの吸収を可能とし、もって上述した課題を解決した動力伝達装置を提供することを目的とするものである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a power transmission device that can absorb the load torque even if a large load torque is applied when the engine is started, thereby solving the above-mentioned problems. ..

本発明の一態様は、駆動源からの回転駆動力が入力される入力部材と、前記入力部材に入力された回転駆動力が出力される出力部材と、前記入力部材と前記出力部材との間の動力伝達経路上に配置され、前記入力部材からのトルクに応じて捩り変形する第1コイルスプリングと、前記第1コイルスプリングと接触した状態で配置され、前記第1コイルスプリングの前記捩り変形に伴って変形する衝撃吸収部材と、第2コイルスプリング、前記動力伝達経路上における前記第2コイルスプリングの前記入力部材側に配置された第1保持部、前記動力伝達経路上における前記第2コイルスプリングの前記出力部材側に配置された第2保持部、を有するスプリングクラッチと、を備え、前記スプリングクラッチは、前記第1保持部の回転速度が前記第2保持部の回転速度以上の場合には、前記第2コイルスプリングが捩り変形して摩擦係合することにより前記第1及び第2保持部を一体的に回転させ、前記第1保持部の回転速度が前記第2保持部の回転速度よりも遅い場合には、前記摩擦係合が解除されて前記第1及び第2保持部間の動力伝達を切断する、ことを特徴とする動力伝達装置である。 One aspect of the present invention is between an input member to which a rotational driving force from a driving source is input, an output member to which the rotational driving force input to the input member is output, and the input member and the output member. The first coil spring, which is arranged on the power transmission path of the above and is twisted and deformed according to the torque from the input member, and the first coil spring, which is arranged in contact with the first coil spring, is arranged in the twisted deformation of the first coil spring. A shock absorbing member that deforms with it, a second coil spring, a first holding portion arranged on the input member side of the second coil spring on the power transmission path, and the second coil spring on the power transmission path. The spring clutch includes a spring clutch having a second holding portion arranged on the output member side of the above, and the spring clutch is used when the rotation speed of the first holding portion is equal to or higher than the rotation speed of the second holding portion. The first and second holding portions are integrally rotated by the second coil spring being twisted and deformed and frictionally engaged, and the rotation speed of the first holding portion is higher than the rotation speed of the second holding portion. If it is too slow, the power transmission device is characterized in that the frictional engagement is released and the power transmission between the first and second holding portions is cut off.

本発明によると、エンジン始動時、アイドリングストップからの再始動時等、駆動源からの大きな負荷トルクが入力部材に作用すると、第1コイルスプリングは、該トルクに対応して所定量以上に径方向に変化しようとするが、衝撃吸収部材に接触して該径方向変化が規制されると共に衝撃吸収部材が変形して、第1コイルスプリングの過度の変形を阻止して該第1コイルスプリングの早期破損を防止し、かつ上記衝撃吸収部材による大きな負荷トルクの吸収により、伝動装置に衝撃的な負荷トルクが作用することを防止して耐久性を向上することができる。また、スプリングクラッチを使用することにより、簡単かつ静粛な構成で出力部材側から入力部材側への動力伝達を防止することができる。 According to the present invention, when a large load torque from the drive source acts on the input member, such as when the engine is started or when the engine is restarted from the idling stop, the first coil spring is radially more than a predetermined amount corresponding to the torque. However, when it comes into contact with the shock absorbing member, the radial change is regulated and the shock absorbing member is deformed to prevent excessive deformation of the first coil spring and to prevent the first coil spring from being deformed at an early stage. By preventing damage and absorbing a large load torque by the shock absorbing member, it is possible to prevent a shocking load torque from acting on the transmission device and improve durability. Further, by using the spring clutch, it is possible to prevent power transmission from the output member side to the input member side with a simple and quiet configuration.

補機を駆動するベルト式伝動装置の概略を示す正面図。The front view which shows the outline of the belt type transmission device which drives an auxiliary machine. プーリ装置を示す断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a pulley device. プーリ装置の分解図。Exploded view of the pulley device. (a)プーリ体の平面図、(b)プーリ体の斜視図。(A) Plan view of the pulley body, (b) Perspective view of the pulley body. 第1コイルスプリング及び第1保持部材の分解図。Exploded view of the first coil spring and the first holding member. 第1保持部材の背面図。The rear view of the first holding member. (a)第2コイルスプリングの斜視図、(b)第2保持部材の正面図、(c)第2保持部材の背面図。(A) A perspective view of the second coil spring, (b) a front view of the second holding member, and (c) a rear view of the second holding member. (a)内輪の斜視図、(b)内輪の断面図。(A) A perspective view of the inner ring, (b) a cross-sectional view of the inner ring. 位置決め部材の斜視図。Perspective view of the positioning member. 衝撃吸収部材の分割片の斜視図。The perspective view of the split piece of a shock absorbing member.

以下、図面に沿って本発明の実施の形態について説明する。図1は、エンジン出力軸2の回転を補機に伝達するベルト式伝動装置100を示し、該ベルト式伝動装置100は、駆動源としてのエンジン1の出力軸2に固定されたクランクプーリ3と、補機の一例としての冷却ファン(不図示)に連結されるファンプーリ5と、補機の一例としてのオルタネータ6に連結されるプーリ装置7と、これら各プーリに巻掛けられたベルト9とを有する。エンジン出力軸2の回転は、クランクプーリ3からベルト9を介してファンプーリ5及びプーリ装置7に伝達される。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a belt-type transmission device 100 that transmits the rotation of the engine output shaft 2 to an auxiliary machine, and the belt-type transmission device 100 has a crank pulley 3 fixed to the output shaft 2 of the engine 1 as a drive source. , A fan pulley 5 connected to a cooling fan (not shown) as an example of an auxiliary machine, a pulley device 7 connected to an alternator 6 as an example of an auxiliary machine, and a belt 9 wound around each of these pulleys. Has. The rotation of the engine output shaft 2 is transmitted from the crank pulley 3 to the fan pulley 5 and the pulley device 7 via the belt 9.

プーリ装置7は、図2及び図3に示すように、入力部材であるプーリ体(外輪)10と、プーリ体10に入力された回転駆動力が出力される出力部材としての内輪(出力軸)11と、を有していると共に、これらプーリ体10と内輪11との間の動力伝達経路上に第1コイルスプリング12及びワンウェイクラッチとして機能するスプリングクラッチ13が配設されている。このため、上記プーリ体10に入力されたエンジン1からの回転駆動力は、そのトルク変動が第1コイルスプリング12によって吸収され、スプリングクラッチ13を介して内輪11へと出力される。 As shown in FIGS. 2 and 3, the pulley device 7 has a pulley body (outer ring) 10 as an input member and an inner ring (output shaft) as an output member to which the rotational driving force input to the pulley body 10 is output. A first coil spring 12 and a spring clutch 13 that functions as a one-way clutch are arranged on a power transmission path between the pulley body 10 and the inner ring 11. Therefore, the torque fluctuation of the rotational driving force from the engine 1 input to the pulley body 10 is absorbed by the first coil spring 12, and is output to the inner ring 11 via the spring clutch 13.

また、上記スプリングクラッチ13は、プーリ体10の回転速度が内輪11の回転速度以上である正伝動状態においてはプーリ体10に入力された動力を内輪11へと伝動するが、プーリ体10の回転速度が内輪11の回転速度未満である負伝動状態では、上記動力伝達を切断し、オルタネータ6の回転がプーリ体10を通してベルト9及びエンジン1に作用し負荷となることを防止している。以下、伝動装置としてのプーリ装置7の詳細構成について説明をする。なお、以下の説明において、同軸上に配置された内輪11及びプーリ体10の回転軸線方向を回転軸線方向もしくは単に軸方向と言い、また、この回転軸線方向において、プーリ体10の底部101側を第1端部側、底部101とは反対の開放端側を第2端部側と言うものとする。 Further, in the normal transmission state in which the rotation speed of the pulley body 10 is equal to or higher than the rotation speed of the inner ring 11, the spring clutch 13 transmits the power input to the pulley body 10 to the inner ring 11, but the rotation of the pulley body 10 In the negative transmission state where the speed is less than the rotation speed of the inner ring 11, the power transmission is cut off to prevent the rotation of the alternator 6 from acting on the belt 9 and the engine 1 through the pulley body 10 to become a load. Hereinafter, the detailed configuration of the pulley device 7 as the transmission device will be described. In the following description, the rotation axis direction of the inner ring 11 and the pulley body 10 arranged coaxially is referred to as a rotation axis direction or simply an axial direction, and in this rotation axis direction, the bottom 101 side of the pulley body 10 is referred to. The first end side and the open end side opposite to the bottom 101 are referred to as the second end side.

プーリ体10は、上述したように一端が開口した円筒状の部材であり、その外周面には、複数のV字状の溝部が形成されたベルト9を巻回する巻回部102が形成されている(図4(a)も合わせて参照)。また、プーリ体10の内、閉塞側の底部(側壁部)101の中心には、内輪11の第1端部11aが挿通される貫通孔103が設けられており、この貫通孔103に滑り軸受20が配置されることで、プーリ体10が内輪11の第1端部11aとの間で相対回転可能に支持されている。なお、上記第1端部11aの先端には貫通孔103よりも大径な抜け止め部材15が取り付けられており、この抜け部材15によって滑り軸受20の軸方向位置が規定されると共に滑り軸受20が内輪11から抜け落ちることが防止されている。 The pulley body 10 is a cylindrical member having one end opened as described above, and a winding portion 102 around which a belt 9 having a plurality of V-shaped grooves is formed is formed on the outer peripheral surface thereof. (See also FIG. 4 (a)). Further, in the pulley body 10, a through hole 103 through which the first end portion 11a of the inner ring 11 is inserted is provided at the center of the bottom portion (side wall portion) 101 on the closed side, and the through hole 103 is provided with a slide bearing. By arranging 20, the pulley body 10 is supported so as to be relatively rotatable with the first end portion 11a of the inner ring 11. A retaining member 15 having a diameter larger than that of the through hole 103 is attached to the tip of the first end portion 11a, and the retaining member 15 defines the axial position of the slide bearing 20 and the slide bearing 20. Is prevented from falling out of the inner ring 11.

更に、図4(b)に示すように、プーリ体10の底部101の内側面101bには、第1コイルスプリング12の第1端部121が係合する係合溝101cが形成されている。この係合溝101cは、エンジン駆動時におけるプーリ体10の回転方向Xにおいて、その深さが下流側から上流側に向かって深くなるように傾斜しており、この係合溝101cに第1コイルスプリング12の第1端部121が係合することによって、これらプーリ体10と第1コイルスプリング12とが連結されている。 Further, as shown in FIG. 4B, an engaging groove 101c with which the first end portion 121 of the first coil spring 12 is engaged is formed on the inner side surface 101b of the bottom portion 101 of the pulley body 10. The engagement groove 101c is inclined so that the depth thereof increases from the downstream side to the upstream side in the rotation direction X of the pulley body 10 when the engine is driven, and the first coil is formed in the engagement groove 101c. The pulley body 10 and the first coil spring 12 are connected by engaging the first end portion 121 of the spring 12.

一方で、図2及び図3に示すように、第1コイルスプリング12の第2端部122は、スプリングクラッチ13の第1保持部材(第1保持部)131と連結されている。スプリングクラッチ13は、この第1保持部材131と、第2コイルスプリング132と、第2保持部材(第2保持部)133と、を備えて構成されている。第1保持部材131は、図5に示すように、円筒部131aと、この円筒部131aの第2端部側から径方向外側に突出したフランジ部131bと、を備えている。フランジ部131bの第1端部側の側面には、上述した第1コイルスプリング12の第2端部122が係合する係合溝131cが形成されており、この係合溝131cは、上述した回転方向Xにおいて、その深さが上流側から下流側に向かって深くなるように傾斜している。このため、プーリ体10と共に第1コイルスプリング12が図中X方向に回転すると、第1コイルスプリング12の第2端部122と係合溝131cの端部とが当接して、第1保持部材131も第1コイルスプリング12と共に一体にX方向に回転する。フランジ部131bの外径はプーリ体10の内径よりも若干小さく設定されている。 On the other hand, as shown in FIGS. 2 and 3, the second end portion 122 of the first coil spring 12 is connected to the first holding member (first holding portion) 131 of the spring clutch 13. The spring clutch 13 includes the first holding member 131, the second coil spring 132, and the second holding member (second holding portion) 133. As shown in FIG. 5, the first holding member 131 includes a cylindrical portion 131a and a flange portion 131b projecting radially outward from the second end side of the cylindrical portion 131a. An engaging groove 131c with which the second end 122 of the first coil spring 12 described above is engaged is formed on the side surface of the flange 131b on the first end side, and the engaging groove 131c is described above. In the rotation direction X, the depth is inclined so as to become deeper from the upstream side to the downstream side. Therefore, when the first coil spring 12 rotates together with the pulley body 10 in the X direction in the drawing, the second end portion 122 of the first coil spring 12 and the end portion of the engagement groove 131c come into contact with each other, and the first holding member 131 also rotates integrally with the first coil spring 12 in the X direction. The outer diameter of the flange portion 131b is set to be slightly smaller than the inner diameter of the pulley body 10.

また、第1保持部材131の円筒部131aは、その内側に第2コイルスプリング132を収容する収容空間を形成するように構成されている。より詳しくは、円筒部131aは、図6に示すように、第1端部側に底部131eが形成されて第2コイルスプリング132が軸方向第1端部側に飛び出さないように抑えていると共に、その内周面131dの径は、自然状態の第2コイルスプリング132の外径よりも小さく設定されている。つまり、第2コイルスプリング132は所定の締め代で内周面131dに嵌め込まれている。 Further, the cylindrical portion 131a of the first holding member 131 is configured to form an accommodating space for accommodating the second coil spring 132 inside. More specifically, as shown in FIG. 6, the cylindrical portion 131a has a bottom portion 131e formed on the first end portion side to prevent the second coil spring 132 from protruding toward the first end portion in the axial direction. At the same time, the diameter of the inner peripheral surface 131d is set to be smaller than the outer diameter of the second coil spring 132 in the natural state. That is, the second coil spring 132 is fitted into the inner peripheral surface 131d with a predetermined tightening allowance.

また、図7(a)〜(c)に示すように、第2コイルスプリング132の第1端部132aは、上記底部131eと摺接するのみで、第1保持部材131とは連結しておらず、第2端部132bは、上述した第2保持部材133と連結されている。第2保持部材133は、第1端部側の側面133bに第2コイルスプリング132の第2端部132bが係合する係合溝133cが形成されていると共に、この係合溝133cの内径側からは、第1保持部材131の収容空間に嵌挿されるボス部133aが第1端部側へと突出している。 Further, as shown in FIGS. 7A to 7C, the first end portion 132a of the second coil spring 132 is only in sliding contact with the bottom portion 131e and is not connected to the first holding member 131. , The second end portion 132b is connected to the second holding member 133 described above. The second holding member 133 has an engaging groove 133c formed on the side surface 133b on the first end side with which the second end 132b of the second coil spring 132 engages, and the inner diameter side of the engaging groove 133c. The boss portion 133a fitted into the accommodation space of the first holding member 131 projects toward the first end portion side.

また、第2保持部材133の第2端部側の側面133dには、周方向複数箇所(本実施の形態では3箇所)に取り付け凹部133eが形成されており、これら取り付け凹部133eが内輪11の凸部11f(図8(a)参照)と係合することによって、第2保持部材133は内輪11と一体に回転するようになっている。 Further, on the side surface 133d on the second end side of the second holding member 133, mounting recesses 133e are formed at a plurality of locations in the circumferential direction (three locations in the present embodiment), and these mounting recesses 133e are formed on the inner ring 11. By engaging with the convex portion 11f (see FIG. 8A), the second holding member 133 is adapted to rotate integrally with the inner ring 11.

このため、第2コイルスプリング132は、第1保持部材131の円筒部131aの内周面131dと摺接することとなり、第1保持部材131の回転速度が第2保持部材133の回転速度以上となる正伝動状態の場合、上記内周面131dとの間の摩擦力によって伝達されるトルクによって第2コイルスプリング132が拡径する方向に捩じれ、第1保持部材131の円筒部131aの内周面131dと第2コイルスプリング132とが摩擦係合する。これにより、第1保持部材131と第2保持部材133と内輪11とが一体的に回転することとなり、スプリングクラッチ13に入力された駆動力が内輪11へと出力される。 Therefore, the second coil spring 132 comes into sliding contact with the inner peripheral surface 131d of the cylindrical portion 131a of the first holding member 131, and the rotation speed of the first holding member 131 becomes equal to or higher than the rotation speed of the second holding member 133. In the normal transmission state, the torque transmitted by the frictional force with the inner peripheral surface 131d twists the second coil spring 132 in the direction of expanding the diameter, and the inner peripheral surface 131d of the cylindrical portion 131a of the first holding member 131. And the second coil spring 132 are frictionally engaged with each other. As a result, the first holding member 131, the second holding member 133, and the inner ring 11 rotate integrally, and the driving force input to the spring clutch 13 is output to the inner ring 11.

一方で、第1保持部材131の回転速度が第2保持部材133の回転速度未満となる負伝動状態の場合、第1保持部材131と第2保持部材133との間で第2コイルスプリング132が縮径する方向に捩じれ、第1保持部材131の円筒部131aの内周面131dと第2コイルスプリング132との間の摩擦力が減少する。これにより、第1保持部材131と第2コイルスプリング132との間で相対回転が可能となり、第1及び第2保持部材131,133との間の動力伝達が切断される。 On the other hand, in the negative transmission state where the rotation speed of the first holding member 131 is less than the rotation speed of the second holding member 133, the second coil spring 132 is moved between the first holding member 131 and the second holding member 133. Twisting in the direction of reducing the diameter, the frictional force between the inner peripheral surface 131d of the cylindrical portion 131a of the first holding member 131 and the second coil spring 132 is reduced. As a result, relative rotation is possible between the first holding member 131 and the second coil spring 132, and the power transmission between the first and second holding members 131 and 133 is cut off.

また、内輪11は、図8(a)及び(b)に示すように、プーリ体10、第1及び第2保持部材131,133の中心に形成された貫通孔103,131g,133f及び第2コイルスプリング132が挿通される小径部11cを備えていると共に、この小径部11cの第2端部側に大径部11bを備えている。大径部11bは、小径部11cよりも径方向の大きさが大きくなるように形成されていると共に、これら小径部11c及び大径部11bとの間の段差部に設けられた上記凸部11fよりは小径となるように形成されている。 Further, as shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b), the inner ring 11 has through holes 103, 131 g, 133 f and a second through hole 103, 131 g, 133 f and a second formed in the center of the pulley body 10, the first and second holding members 131, 133. A small diameter portion 11c through which the coil spring 132 is inserted is provided, and a large diameter portion 11b is provided on the second end side of the small diameter portion 11c. The large-diameter portion 11b is formed so as to have a larger diameter in the radial direction than the small-diameter portion 11c, and the convex portion 11f provided at a step portion between the small-diameter portion 11c and the large-diameter portion 11b. It is formed so as to have a smaller diameter.

図2に示すように、上記大径部11bには、ベアリング17が取り付けられており、このベアリング17は、上述した凸部11fの第2端部側の側面と当接することによって軸方向位置が位置決めされている。また、ベアリング17と第1保持部材131との間には、リング状の位置決め部材19が介在している。この位置決め部材19は、プーリ体10の内周面に圧入されており、その第1端部側の側面19aには図9に示すように上記フランジ部131bの第2端部側の側面に形成された凸部131f(図6参照)が係合する凹部19bが形成されている。 As shown in FIG. 2, a bearing 17 is attached to the large diameter portion 11b, and the bearing 17 is positioned in the axial direction by abutting on the side surface of the convex portion 11f on the second end side. It is positioned. Further, a ring-shaped positioning member 19 is interposed between the bearing 17 and the first holding member 131. The positioning member 19 is press-fitted into the inner peripheral surface of the pulley body 10, and is formed on the side surface 19a on the first end side thereof on the side surface on the second end side of the flange portion 131b as shown in FIG. A concave portion 19b is formed with which the convex portion 131f (see FIG. 6) is engaged.

上記位置決め部材19は、第1コイルスプリング12がその幅方向(回転軸線方向)に所定寸法だけ圧縮されるように第1保持部材131に対して回転軸線方向第2端部側から当接しつつプーリ体10に圧入されることによって、第1保持部材131の回転軸線方向位置が規定され、以って、第1コイルスプリング12の回転軸線方向位置が規定される。なお、位置決め部材19の内周面には、内輪11の大径部11bとの間にて上述したベアリング17が介在しており、これによりプーリ体10が第2端部側において内輪11との間で相対回転可能に支持されている。また、図8(b)に示すように、内輪11は中空軸状に形成され、第2端部側から雌ねじ部11dが形成されている。雌ねじ11dには、オルタネータ6のロータ軸(不図示)が結合される。また、内輪11の第1端部側の端面には、オルタネータ6への取り付けのために用いられる工具が挿入される角穴11eが形成されている。 The positioning member 19 is a pulley while abutting the first coil spring 12 from the second end side in the rotation axis direction with respect to the first holding member 131 so that the first coil spring 12 is compressed by a predetermined dimension in the width direction (rotation axis direction). By press-fitting into the body 10, the position in the rotation axis direction of the first holding member 131 is defined, and thus the position in the rotation axis direction of the first coil spring 12 is defined. The bearing 17 described above is interposed between the large diameter portion 11b of the inner ring 11 and the inner peripheral surface of the positioning member 19, whereby the pulley body 10 is connected to the inner ring 11 on the second end side. It is supported so that it can rotate relative to each other. Further, as shown in FIG. 8B, the inner ring 11 is formed in a hollow shaft shape, and the female screw portion 11d is formed from the second end side. The rotor shaft (not shown) of the alternator 6 is coupled to the female screw 11d. Further, a square hole 11e into which a tool used for attachment to the alternator 6 is inserted is formed on the end surface of the inner ring 11 on the first end side.

このように、プーリ装置7は、第1保持部材131の円筒部131aの外周面側に第1コイルスプリング12を配置し、第2コイルスプリング132を上記円筒部131aの内周面側に配置し、回転軸線方向から視て径方向にこれら第1及び第2コイルスプリング12,132が重なるように配置されている。このため、軸方向にコンパクトにプーリ装置7を構成することができる。また、負伝動方向における動力伝達を切断するワンウェイクラッチをスプリングクラッチ13によって構成したことによって、例えばラチェット式等のワンウェイクラッチを採用する場合と比較して静粛性に優れていると共に、その構造が簡単でかつ低コスト化を図ることができる。 In this way, the pulley device 7 arranges the first coil spring 12 on the outer peripheral surface side of the cylindrical portion 131a of the first holding member 131, and arranges the second coil spring 132 on the inner peripheral surface side of the cylindrical portion 131a. The first and second coil springs 12, 132 are arranged so as to overlap each other in the radial direction when viewed from the rotation axis direction. Therefore, the pulley device 7 can be compactly configured in the axial direction. Further, since the one-way clutch that disconnects the power transmission in the negative transmission direction is configured by the spring clutch 13, the quietness is excellent as compared with the case of adopting a one-way clutch such as a ratchet type, and the structure is simple. Moreover, it is possible to reduce the cost.

ついで、衝撃吸収部材30について説明をする。図2に示すように、第1コイルスプリング12の外径側には、弾性部材によって構成されたリング状の衝撃吸収部材30が配設されている。この衝撃吸収部材30は、図10に示すように、複数(本実施の形態では2つ)の分割片301,301が組み合わされて構成されており、中空部の内周面が第1コイルスプリング12の外周に接触して配置されている。また、衝撃吸収部材30は、弾性部材、本実施の形態では硬度が例えばショアA90〜95のウレタンによって構成されており、その外径は、プーリ体10の中空部の内周面の径よりも若干大きく、軽圧入されてプーリ体10の中空部の内周面に固定されている。なお、衝撃吸収部材30として、ウレタンを例に挙げたが、他の材質のゴム、合成樹脂等などによって形成してもよい。 Next, the shock absorbing member 30 will be described. As shown in FIG. 2, a ring-shaped shock absorbing member 30 made of an elastic member is arranged on the outer diameter side of the first coil spring 12. As shown in FIG. 10, the shock absorbing member 30 is formed by combining a plurality of (two in the present embodiment) divided pieces 301 and 301, and the inner peripheral surface of the hollow portion is a first coil spring. It is arranged in contact with the outer periphery of the twelve. Further, the shock absorbing member 30 is made of an elastic member, urethane having a hardness of, for example, Shore A90 to 95 in the present embodiment, and its outer diameter is larger than the diameter of the inner peripheral surface of the hollow portion of the pulley body 10. It is slightly large and lightly press-fitted and fixed to the inner peripheral surface of the hollow portion of the pulley body 10. Although urethane is taken as an example of the shock absorbing member 30, it may be formed of rubber, synthetic resin, or the like of another material.

第1コイルスプリング12は、断面円形よりもトルク容量が増える断面矩形の例えば5巻のコイルスプリングであり、プーリ体10が回転方向Xに回転して、その入力トルクに応じて捩り変形すると拡径方向に変形するように構成されている。本実施の形態における上記第1コイルスプリング12のばね定数は、トルクにより捩れても、捩れ破損を生じない範囲で、かつ通常運転時のトルク変動を吸収するよう、例えば、10[N・m]以下のトルク変動を吸収するよう設定されている。また、第1コイルスプリング12が大きな負荷トルクにより所定量以上拡径方向に変形すると、上記衝撃吸収部材30が第1コイルスプリング12に作用する負荷トルクに応じて押圧されて変形し、エネルギーを弾性的に吸収する。 The first coil spring 12 is, for example, a coil spring having a rectangular cross section, for example, five turns having a torque capacity larger than that of a circular cross section. It is configured to deform in the direction. The spring constant of the first coil spring 12 in the present embodiment is, for example, 10 [Nm] so as to absorb torque fluctuations during normal operation within a range that does not cause torsional damage even when twisted by torque. It is set to absorb the following torque fluctuations. Further, when the first coil spring 12 is deformed in the diameter expansion direction by a predetermined amount or more due to a large load torque, the shock absorbing member 30 is pressed and deformed according to the load torque acting on the first coil spring 12, and the energy is elastic. Absorb.

ついで、上述したプーリ装置(補機伝動装置)7の作用について述べる。エンジン出力軸2の回転は、クランクプーリ3及びベルト9を介してプーリ装置7のプーリ体10に伝達される。エンジン1が増速回転にあって、プーリ体10の回転速度が内輪11の回転速度以上の場合(入力側から出力側への正伝動時)、プーリ体10の回転は、第1コイルスプリング12によってエンジン1のトルク変動が吸収されつつスプリングクラッチ13の第1保持部材131へと伝達される。この時、スプリングクラッチ13は、第2コイルスプリング132が拡径方向に捩り変形して第1保持部材131の内周面131d(図6参照)と摩擦係合しているため、第1保持部材131、第2コイルスプリング132、第2保持部材133が一体的に回転し、上記動力は内輪11を介してオルタネータ6へと伝達される。 Next, the operation of the pulley device (auxiliary machine transmission device) 7 described above will be described. The rotation of the engine output shaft 2 is transmitted to the pulley body 10 of the pulley device 7 via the crank pulley 3 and the belt 9. When the engine 1 is in speed-increasing rotation and the rotation speed of the pulley body 10 is equal to or higher than the rotation speed of the inner ring 11 (at the time of positive transmission from the input side to the output side), the rotation of the pulley body 10 is the first coil spring 12 The torque fluctuation of the engine 1 is absorbed and transmitted to the first holding member 131 of the spring clutch 13. At this time, since the second coil spring 132 is twisted and deformed in the diameter-expanding direction and is frictionally engaged with the inner peripheral surface 131d (see FIG. 6) of the first holding member 131, the spring clutch 13 is the first holding member. The 131, the second coil spring 132, and the second holding member 133 rotate integrally, and the power is transmitted to the alternator 6 via the inner ring 11.

エンジン1が減速状態にあり、プーリ体10の回転速度に対して内輪11の回転速度が大きい場合(出力側から入力側への負伝動時)、プーリ体10の回転は同樣に第1コイルスプリング12を介してスプリングクラッチ13の第1保持部材131へと伝達される。この状態では、オルタネータ6の慣性により内輪11(第2保持部材133)の回転速度が第1保持部材131の回転速度より大きいので、第2コイルスプリング132が縮径方向に捩り変形し、上述した第1保持部材131の内周面131dとの摩擦係合が解除される。これにより、内輪11は空転して、オルタネータ6の回転がプーリ体10を通してベルト9に作用することはなく、ベルト9及びエンジン1に負荷を作用することはない。 When the engine 1 is in a decelerated state and the rotation speed of the inner ring 11 is larger than the rotation speed of the pulley body 10 (when negative transmission is performed from the output side to the input side), the rotation of the pulley body 10 is the same as that of the first coil spring. It is transmitted to the first holding member 131 of the spring clutch 13 via 12. In this state, the rotation speed of the inner ring 11 (second holding member 133) is higher than the rotation speed of the first holding member 131 due to the inertia of the alternator 6, so that the second coil spring 132 is twisted and deformed in the radial direction, as described above. The frictional engagement of the first holding member 131 with the inner peripheral surface 131d is released. As a result, the inner ring 11 idles, and the rotation of the alternator 6 does not act on the belt 9 through the pulley body 10, and does not act on the belt 9 and the engine 1.

エンジン1の回転により車両を走行する通常運転時では、一般に、プーリ体10から第1コイルスプリング12に作用するトルクは10[N・m]以下であり、第1コイルスプリング12は、負荷トルクに応じて捩り変形してベルト張力変動を吸収しつつスプリングクラッチ13を介して内輪11にトルクを伝達する。これにより、ベルト張力が平滑化されるので、エンジントルクが無駄に消費されることを抑制し、燃費の向上を図ることができる。 In normal operation in which the vehicle is driven by the rotation of the engine 1, the torque acting on the first coil spring 12 from the pulley body 10 is generally 10 [Nm] or less, and the first coil spring 12 has a load torque. Torque is transmitted to the inner ring 11 via the spring clutch 13 while twisting and deforming accordingly to absorb fluctuations in belt tension. As a result, the belt tension is smoothed, so that it is possible to suppress unnecessary consumption of engine torque and improve fuel efficiency.

エンジンの始動時、アイドリングストップした後の再始動時、急加速時等、一般に30[N・m]近い大きな負荷トルクがプーリ装置7に作用する。この状態では、プーリ体10の回転(トルク)は、第1コイルスプリング12及びスプリングクラッチ13を介して内輪11に伝達する。上記大きな負荷トルクは、第1コイルスプリング12を拡径方向に捩り変形させるため、第1コイルスプリング12は衝撃吸収部材30を圧縮変形させる。これにより、上記大きな負荷トルクは、衝撃吸収部材30の変形により弾性的に受け止められ、最終的にはその大部分が衝撃吸収部材30の変形に伴う熱エネルギーとなる。これにより、始動時、再始動時等の大きな負荷トルクは、衝撃吸収部材30により吸収され、ベルト9に作用する衝撃的張力を低減し、ベルト9の寿命の長期化を図ることができる。 When starting the engine, restarting after idling stop, sudden acceleration, etc., a large load torque of about 30 [Nm] generally acts on the pulley device 7. In this state, the rotation (torque) of the pulley body 10 is transmitted to the inner ring 11 via the first coil spring 12 and the spring clutch 13. The large load torque twists and deforms the first coil spring 12 in the diameter-expanding direction, so that the first coil spring 12 compresses and deforms the shock absorbing member 30. As a result, the large load torque is elastically received by the deformation of the shock absorbing member 30, and finally most of the large load torque becomes heat energy due to the deformation of the shock absorbing member 30. As a result, a large load torque at the time of starting, restarting, etc. is absorbed by the shock absorbing member 30, the shock tension acting on the belt 9 can be reduced, and the life of the belt 9 can be extended.

上記大きな負荷トルクが作用する場合、一般に正伝動状態にあってスプリングクラッチ13は係合している。アイドリングストップ後直ちに再始動する際、スプリングクラッチ13が解放された負伝動状態となっている場合も考えられる。この場合でも、第1コイルスプリング12がスプリングクラッチ13に対して伝動上流側にあるため、再始動に伴う大きなトルクは、第1コイルスプリング12を介してスプリングクラッチ13に伝達され、スプリングクラッチ13の係合と同時に第1コイルスプリング12の拡径動作により衝撃吸収部材30が変形して、上記大きなトルクに伴う衝撃は、直ちに吸収される。 When the large load torque acts, the spring clutch 13 is generally engaged in the normal transmission state. When restarting immediately after idling stop, it is possible that the spring clutch 13 is in a negative transmission state in which it is released. Even in this case, since the first coil spring 12 is on the upstream side of transmission with respect to the spring clutch 13, a large torque due to restart is transmitted to the spring clutch 13 via the first coil spring 12, and the spring clutch 13 At the same time as the engagement, the shock absorbing member 30 is deformed by the diameter expanding operation of the first coil spring 12, and the shock accompanying the large torque is immediately absorbed.

内輪11の回転速度がプーリ体10の回転速度よりも大きい場合、内輪11はプーリ体10に対して空転する。しかし、オルタネータ6の発電負荷が大きい場合、空転動作に移ったとき、第2コイルスプリング132と第1保持部材131との間の摩擦結合が瞬時に切れず、第2コイルスプリング132が第1保持部材131を瞬間的に引き摺る可能性がある。第1保持部材131が引き摺られてしまうと、第1コイルスプリング12の第2端部122が係合溝131cの終端から大きく離間してしまう。これら第1コイルスプリング12の第2端部122と第1保持部材131の係合溝131cの終端とが相対回転して離間すると、トルク伝達が円滑に行われない。しかし、第1保持部材131には凸部131f、位置決め部材19には凹部19bが形成され、凸部131fは凹部19bに収容されているので、上述のように第1保持部材131に対して引き摺られる方向に力が作用しても、凸部131fは凹部19b内で引っ掛かった状態となる。その結果、第1コイルスプリング12の第2端部122が係合溝131cの終端から大きく離間することが防止される。 When the rotation speed of the inner ring 11 is larger than the rotation speed of the pulley body 10, the inner ring 11 idles with respect to the pulley body 10. However, when the power generation load of the alternator 6 is large, the frictional coupling between the second coil spring 132 and the first holding member 131 is not instantly broken when the alternator 6 shifts to the idling operation, and the second coil spring 132 holds the first. There is a possibility of momentarily dragging the member 131. When the first holding member 131 is dragged, the second end portion 122 of the first coil spring 12 is largely separated from the end of the engaging groove 131c. If the second end 122 of the first coil spring 12 and the end of the engaging groove 131c of the first holding member 131 rotate relative to each other and are separated from each other, torque transmission is not smoothly performed. However, since the convex portion 131f is formed in the first holding member 131 and the concave portion 19b is formed in the positioning member 19, and the convex portion 131f is accommodated in the concave portion 19b, the convex portion 131f is dragged with respect to the first holding member 131 as described above. Even if a force acts in the direction in which the convex portion 131f is applied, the convex portion 131f is in a state of being caught in the concave portion 19b. As a result, the second end portion 122 of the first coil spring 12 is prevented from being largely separated from the end of the engaging groove 131c.

即ち、上記凹部19bは、周方向における長さが、上記凸部131fよりも長く形成されており、第1保持部131と位置決め部材19とは、所定の範囲内において相対回転可能に周方向に係合している。これにより、上述したように第1コイルスプリング12の第2端部122が係合溝131cの終端から大きく離間してしまうことが防止されている。 That is, the concave portion 19b is formed to have a length in the circumferential direction longer than that of the convex portion 131f, and the first holding portion 131 and the positioning member 19 are relatively rotatable in the circumferential direction within a predetermined range. Engaged. As a result, as described above, it is prevented that the second end portion 122 of the first coil spring 12 is largely separated from the end of the engaging groove 131c.

なお、上述した実施の形態では、第1コイルスプリング12はトルクにより拡径する方向に変形する巻き方向になっているが、トルクにより縮径方向に変形する巻方向のコイルスプリングを用い、該コイルスプリングの内周側に衝撃吸収部材を配置してもよい。また、第2コイルスプリング132も同樣にトルクにより拡径する方向に変形する巻き方向になっているが、トルクにより縮径方向に変形する巻方向のコイルスプリングを用いてもよい。この場合、第2コイルスプリング132の第1端部と第1保持部材131が連結され、第2コイルスプリング132は、内輪11に直接もしくは第2保持部材133の外周面と摩擦係合する。なお、上記内輪11に直接、第2コイルスプリング132が摩擦係合する場合、この内輪11の摩擦係合する部分が第2保持部として機能する。 In the above-described embodiment, the first coil spring 12 has a winding direction that deforms in the direction of increasing the diameter by torque. However, a coil spring in the winding direction that deforms in the direction of reducing the diameter by torque is used, and the coil is used. A shock absorbing member may be arranged on the inner peripheral side of the spring. Further, although the second coil spring 132 also has a winding direction that deforms in the direction of increasing the diameter by torque, a coil spring in the winding direction that deforms in the diameter reducing direction by torque may be used. In this case, the first end portion of the second coil spring 132 and the first holding member 131 are connected, and the second coil spring 132 directly engages with the inner ring 11 or frictionally engages with the outer peripheral surface of the second holding member 133. When the second coil spring 132 is frictionally engaged with the inner ring 11, the frictionally engaged portion of the inner ring 11 functions as the second holding portion.

更に、上述した実施の形態では、第1コイルスプリング12はスプリングクラッチ13よりも動力伝達経路上、入力部材側に配置されていたが、スプリングクラッチ13よりも動力伝達経路上、出力部材側に配置してもよい。また、補機として、オルタネータを適用しているが、他の補機でもよく、更にエアコンプレッサ、パワステ等のエンジンやモータなどの駆動源により駆動される機器も補機と定義する。補機駆動としてベルトが好適であるが、ギヤ、チェーン等の他の伝動装置でもよい。 Further, in the above-described embodiment, the first coil spring 12 is arranged on the input member side of the spring clutch 13 on the power transmission path, but is arranged on the output member side of the spring clutch 13 on the power transmission path. You may. Further, although an alternator is applied as an auxiliary machine, other auxiliary machines may be used, and a device driven by a drive source such as an engine or a motor such as an air compressor or a power steering is also defined as an auxiliary machine. A belt is suitable for driving an auxiliary machine, but other transmission devices such as gears and chains may also be used.

1:駆動源(エンジン)/7:動力伝達装置/10:入力部材/11:出力部材(内輪)/12:第1コイルスプリング/13:スプリングクラッチ/30:衝撃吸収部材/131:第1保持部(第1保持部材)/131a:円筒部/132:第2コイルスプリング/133:第2保持部(第2保持部材) 1: Drive source (engine) / 7: Power transmission device / 10: Input member / 11: Output member (inner ring) / 12: First coil spring / 13: Spring clutch / 30: Shock absorbing member / 131: First holding Part (first holding member) / 131a: Cylindrical part / 132: Second coil spring / 133: Second holding part (second holding member)

Claims (5)

駆動源からの回転駆動力が入力される入力部材と、
前記入力部材に入力された回転駆動力が出力される出力部材と、
前記入力部材と前記出力部材との間の動力伝達経路上に配置され、前記入力部材からのトルクに応じて捩り変形する第1コイルスプリングと、
前記第1コイルスプリングと接触した状態で配置され、前記第1コイルスプリングの前記捩り変形に伴って変形する衝撃吸収部材と、
第2コイルスプリング、前記動力伝達経路上における前記第2コイルスプリングの前記入力部材側に配置された第1保持部、前記動力伝達経路上における前記第2コイルスプリングの前記出力部材側に配置された第2保持部、を有するスプリングクラッチと、を備え、
前記スプリングクラッチは、前記第1保持部の回転速度が前記第2保持部の回転速度以上の場合には、前記第2コイルスプリングが捩り変形して摩擦係合することにより前記第1及び第2保持部を一体的に回転させ、前記第1保持部の回転速度が前記第2保持部の回転速度よりも遅い場合には、前記摩擦係合が解除されて前記第1及び第2保持部間の動力伝達を切断する、
ことを特徴とする動力伝達装置。
An input member to which the rotational driving force from the driving source is input, and
An output member that outputs the rotational driving force input to the input member, and
A first coil spring, which is arranged on a power transmission path between the input member and the output member and is twisted and deformed in response to torque from the input member.
A shock absorbing member that is arranged in contact with the first coil spring and deforms with the torsional deformation of the first coil spring.
The second coil spring, the first holding portion arranged on the input member side of the second coil spring on the power transmission path, and the output member side of the second coil spring on the power transmission path were arranged. With a spring clutch having a second holding portion,
In the spring clutch, when the rotation speed of the first holding portion is equal to or higher than the rotation speed of the second holding portion, the second coil spring is twisted and deformed and frictionally engaged with the first and second holding portions. When the holding portion is integrally rotated and the rotation speed of the first holding portion is slower than the rotation speed of the second holding portion, the frictional engagement is released and between the first and second holding portions. Disconnect the power transmission of
A power transmission device characterized by that.
前記第1コイルスプリングは、前記スプリングクラッチよりも前記動力伝達経路において、前記入力部材側に配設されている、
ことを特徴とする請求項1記載の動力伝達装置。
The first coil spring is arranged closer to the input member in the power transmission path than the spring clutch.
The power transmission device according to claim 1.
前記第1保持部は、外周面側に前記第1コイルスプリングが配設され、内周面側に前記第2コイルスプリングが配設された円筒部を備え、
前記第1及び第2コイルスプリングは、前記入力部材の回転軸線方向から視て径方向に重なるように配置されている、
ことを特徴とする請求項2記載の動力伝達装置。
The first holding portion includes a cylindrical portion in which the first coil spring is arranged on the outer peripheral surface side and the second coil spring is arranged on the inner peripheral surface side.
The first and second coil springs are arranged so as to overlap in the radial direction when viewed from the rotation axis direction of the input member.
2. The power transmission device according to claim 2.
前記衝撃吸収部材は、前記第1コイルスプリングの径方向外側に配設され、
前記第1コイルスプリングは、拡径方向に捩り変形して前記衝撃吸収部材を圧縮変形させ、
前記第2保持部は、前記第2コイルスプリング及び前記出力部材と一体的に回転するように連結され、
前記第2コイルスプリングは、拡径方向に捩り変形して前記第1保持部の内周面と摩擦係合する、
ことを特徴とする請求項3記載の動力伝達装置。
The shock absorbing member is arranged on the radial outer side of the first coil spring.
The first coil spring is twisted and deformed in the diameter expansion direction to compress and deform the shock absorbing member.
The second holding portion is connected so as to rotate integrally with the second coil spring and the output member.
The second coil spring is twisted and deformed in the diameter-expanding direction to frictionally engage with the inner peripheral surface of the first holding portion.
3. The power transmission device according to claim 3.
前記第1保持部に対して、前記第1コイルスプリングとは前記回転軸線方向反対側から当接し、前記第1コイルスプリングの前記回転軸線方向位置を位置決めする位置決め部材を備え、
前記第1保持部と前記位置決め部材とは、所定の範囲内において相対回転可能に周方向に係合している、
ことを特徴とする請求項4記載の動力伝達装置。
A positioning member is provided that abuts the first holding portion from the side opposite to the first coil spring in the direction opposite to the rotation axis direction and positions the position of the first coil spring in the rotation axis direction.
The first holding portion and the positioning member are engaged with each other in the circumferential direction so as to be relatively rotatable within a predetermined range.
4. The power transmission device according to claim 4.
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