JP5809690B2 - 連結解除プーリー - Google Patents

Description

本発明の主題は、ベルト伝動システムにおいて、機械的エネルギーを供給する駆動部品と被駆動部品との間に介装されている弾性構成部材の変形によるベルト張力の変化を軽減するために用いることができる連結解除プーリーである。

例えばオルタネータープーリーの場合、プーリーのリム（駆動部品）が、オルタネーター（被駆動部品）に確実に取り付けられているプーリーのベルト及びハブによって駆動される。フィルタリング弾性機能（ローパスフィルター）は一般的に、エラストマー体によって提供される。

非常に非周期的な（acyclic）伝動システム（かなりのエンジンの不規則性）又は非常に応力がかかる使用サイクルを有するシステム（例えばオルタネーター／スターター）の場合、振動の影響は、ゴム製のフィルタリング体が一般的には寿命とフィルタリング効率との間の満足のいくトレードオフを提供することを可能としないようなものである。実際、適切にフィルタリングするには、エラストマー体のねじり剛性は低くなければならず、一方で同時に、エラストマー体は、その寿命を延ばすのであれば、変形しすぎてはならない。したがって、その結果、平均的なフィルタリング効率を有する寿命は、非常に多くの場合に制限される。

連結解除プーリーが知られており、フィルタリングに必要なその弾性剛性はねじりばねによって提供される。自動車の補機（オルタネーター）を対象とした連結解除プーリーが、特に、特許出願である特許文献１、特許文献２及び特許文献３に記載されている。

これらのプーリーは、摩擦システムを介してばねの連結及び連結解除を提供し、摩擦システムは、ばねを開くように動作させることを課し、また特定の用途、特にオルタネーター／スターター（ＳＡＤ）プーリーに適合しない連結解除動作モードの実施を強制的に課す。

摩擦連結／連結解除システムは、摩擦の発生源であり、したがって、経時的に性能レベルの安定性、並びに製品の信頼性及び寿命に影響を与える摩耗の発生源である。

同様に、連結及び連結解除、すなわちクラッチ及びクラッチ解除を提供するようにばねを交互に開閉させることは望ましくない。

米国特許出願公開第２００６／２６４２８０号 米国特許出願公開第２００８／１０８４４２号 国際公開第２００９／４７８１６号

本発明は、いかなる摩擦連結／連結解除システムも排除することと、ばねを専ら閉じさせる運動学を提供することとによって、これらの欠点を回避することを提案する。

したがって、本発明は、連結解除プーリーであって、第１の動力伝達要素に確実に取り付けられているリムと、第２の動力伝達要素に確実に取り付けられている受け部内に取り付けられているねじりばねとを備え、動力伝達要素のうちの一方は駆動し、動力伝達要素のうちの他方は駆動される、連結解除プーリーにおいて、受け部はベルであり、ベルの内部にばねがセンタリングされており、このばねは第１の端部領域と第２の端部領域とを有し、第１の端部領域及び第２の端部領域はそれぞれベルの当接面に当接し、リムは、リムとベルとの間の第１の相対回転方向への閉じる方向にばねを駆動するようにばねの第１の端部領域と協働する第１の面を有する少なくとも１つの第１の駆動当接部を有し、ベルは、少なくとも１つの第１のベル当接部を備え、この少なくとも１つの第１のベル当接部の角度位置が、上記第１の駆動当接部によって閉じるように駆動されるばねの第１の端部領域の移動の第１の所与の最大値α_１を画定することを特徴とする、連結解除プーリーに関する。

ねじりばねは、軸方向ピッチを有して巻回された複数の巻線を有するばね（例えばコイルばね又はテーパーばね）である。

第１の変形形態によると、プーリーは、上記第１の端部領域のみが、上記第１の駆動当接部の上記第１の面を介して協働し、それによってばねの第２の端部領域はその当接面に当接することを特徴とすることができる。

その場合、上記第１の回転方向とは反対の、リムとベルとの間の第２の相対回転方向のために、ベルの外周は、ばねの第１の端部と第２のベル当接部との間で角度移動α_４にわたって第１の駆動当接部を自由に回転させる角度付きセグメントを有することを特徴とすることができる。

好ましくは、第２のばね端部領域は、第１の駆動当接部から上記第２のベル当接部への通過を可能にするように角度付きセグメントから係脱する。

第２の変形形態によると、プーリーは、上記第１の端部領域及び上記第２の端部領域が、上記相対回転方向に従って上記第１の駆動当接部と交互に協働してばねを閉じるよう駆動することと、ベルが第３のベル当接部を有し、この第３のベル当接部の角度位置が、第１の駆動当接部の、第１の面とは反対の第２の面によって閉じるように駆動されるばねの第２の端部領域が移動する第２の所与の最大値α_２を画定することとを特徴とする。

ベルは有利には、ばねの第１の端部と第２の端部との間で第１の駆動当接部を一定のトルクで回転させる角度付きセグメントを有する。

一定のトルクを伴う回転の角度付きセグメントは、自由回転モードで動作することができるか、又はブレーキトルクを加えるように摩擦要素を含むことができる。

第３の変形形態によると、プーリーは、ばねが、第１の回転方向とは反対の第２の回転方向への閉じる方向にばねを駆動するように、上記第１の駆動当接部の上記第１の面と協働する１つの上記第１の端部領域と、第２の駆動当接部の第１の面と協働する１つの上記第２の端部領域とを有することと、ベルが１つの上記第３のベル当接部を有し、この第３のベル当接部の角度位置は、第２の駆動当接部によって閉じるように駆動されるばねの第２の端部領域が移動する第２の所与の最大値α_２を画定することとを特徴とする。

プーリーは、ベルが、ばねの第１の端部が第１の駆動当接部の第１の面によって閉じるように駆動されるときに第２の駆動当接部の１回の上記角度移動α_１を、また、ばねの第２の端部が第２の駆動当接部の第１の面によって閉じるように駆動されるときに第１の駆動当接部の１回の上記角度移動α_２をそれぞれ可能にする、第４のベル当接部と第５のベル当接部とを有することを特徴とすることができる。

角度α_１は、角度α_２と等しくても等しくなくてもよい。

プーリーは、少なくとも１つの上記ベル当接部が、１つの上記所与の最大値α_１及び／又はα_２を画定するように１つの上記駆動当接部の１つの上記面と協働する面を有することを特徴とすることができる。少なくとも１つの上記ベル当接面は、例えば弾性要素である少なくとも１つの減衰要素を備えることができる。

プーリーは、少なくとも１つの上記ベル当接部が、１つの上記所与の最大値α_１及び／又はα_２を画定するようにばねの端部領域の１つの上記面と協働する面を有することを特徴とすることができる。

プーリーは、第１の動力伝達要素と第２の動力伝達要素との間に一定のトルクを導入する摩擦要素を含むことができる。

上記第１の端部領域及び／又は上記第２の端部領域は、ベルの上記当接面と接触することができる。

代替的には、プーリーは、ベルに対してセンタリングされるとともにばねの第１の端部領域を受け入れるハウジングを有する環状部品を含むことを特徴とすることができ、このハウジングは、ベルの上記当接面と接触する少なくとも１つの接触面を有する。

環状部品は、衝撃に起因する騒音を軽減する、ポリアミド又はポリウレタン等の非金属材料で作製することができるか、又はエラストマー若しくは熱可塑性エラストマー材料等の衝撃減衰材料でコーティングされる少なくとも１つの接触面を有することができる。

プーリーは自動車の補機プーリー、例えばオルタネーターのプーリーであるものとすることができ、この場合、プーリーは駆動する第１の動力伝達要素であり、Ｋ型ベルトの歯を受け入れる歯を有し、第２の動力伝達要素は１つの上記補機に連結するための連結要素を有する。

プーリーは、クランクシャフトプーリーであるものとすることができ、この場合、第２の伝達要素は駆動し、第２の要素はクランクシャフトに連結するための連結要素を含み、第１の要素はＫ型ベルトの歯を受け入れる歯を有する。

プーリーは、オルタネーター／スタータープーリーであるものとすることができ、これについては、第１の伝達要素は動作モード（始動時又は始動後）に応じて駆動することができるか又は駆動されることができる。

本発明の他の特徴及び利点は、図面と併せて、非限定的な例として与えられる以下の説明を読めばより明らかとなるであろう。

単一の駆動当接部がばねの単一の端部領域と協働する本発明の第１の変形形態の、プーリーの斜視図である。 単一の駆動当接部がばねの単一の端部領域と協働する本発明の第１の変形形態の、ばねを示す図である。 単一の駆動当接部がばねの単一の端部領域と協働する本発明の第１の変形形態の、プーリーの正面図である。 単一の駆動当接部がばねの単一の端部領域と協働する本発明の第１の変形形態の、プーリーの斜視図である。 単一の駆動当接部がばねの単一の端部領域と協働する本発明の第１の変形形態の、プーリーの正面図である。 単一の駆動当接部がばねの単一の端部領域と協働する本発明の第１の変形形態の、角度（度）の関数としてのトルク（Ｎｍ）の特徴を示す図である。 単一の駆動当接部がばねの単一の端部領域と協働する本発明の第１の変形形態の、角度（度）の関数としてのトルク（Ｎｍ）の特徴を示す図である。 単一の駆動当接部がばねの一方又は他方の端部領域と交互に協働する本発明の第２の変形形態の、プーリーの斜視図である。 単一の駆動当接部がばねの一方又は他方の端部領域と交互に協働する本発明の第２の変形形態の、プーリーの正面図である。 単一の駆動当接部がばねの一方又は他方の端部領域と交互に協働する本発明の第２の変形形態の、プーリーの斜視図である。 単一の駆動当接部がばねの一方又は他方の端部領域と交互に協働する本発明の第２の変形形態の、プーリーの斜視図である。 単一の駆動当接部がばねの一方又は他方の端部領域と交互に協働する本発明の第２の変形形態の、プーリーの正面図である。 単一の駆動当接部がばねの一方又は他方の端部領域と交互に協働する本発明の第２の変形形態の、角度（度）の関数としてのトルク（Ｎｍ）の特徴を示す図である。 単一の駆動当接部がばねの一方又は他方の端部領域と交互に協働する本発明の第２の変形形態の、角度（度）の関数としてのトルク（Ｎｍ）の特徴を示す図である。 ２つの駆動当接部がばねの２つの端部領域のうちの一方又は他方と交互に協働する本発明の他の変形形態を示し、この場合はオルタネータープーリーである補機プーリーに関する、一定抵抗トルクの付加を可能にする一変形形態の構造線図である。 ２つの駆動当接部がばねの２つの端部領域のうちの一方又は他方と交互に協働する本発明の他の変形形態を示し、この場合はオルタネータープーリーである補機プーリーに関する、一定抵抗トルクの付加を可能にする一変形形態のプーリーの軸方向断面図である。 ２つの駆動当接部がばねの２つの端部領域のうちの一方又は他方と交互に協働する本発明の他の変形形態を示し、この場合はオルタネータープーリーである補機プーリーに関する、一定抵抗トルクの付加を可能にする一変形形態のプーリーの部分切り取り斜視図である。 ２つの駆動当接部がばねの２つの端部領域のうちの一方又は他方と交互に協働する本発明の他の変形形態を示し、この場合はオルタネータープーリーである補機プーリーに関する、一定抵抗トルクの付加を可能にする一変形形態の分解図である。 ２つの駆動当接部がばねの２つの端部領域のうちの一方又は他方と交互に協働する本発明の他の変形形態を示し、この場合はオルタネータープーリーである補機プーリーに関する、一定抵抗トルクの付加を可能にする一変形形態の断面詳細図である。 ２つの駆動当接部がばねの２つの端部領域のうちの一方又は他方と交互に協働する本発明の他の変形形態の、クランクシャフトプーリーに関する図である。 ２つの駆動当接部がばねの２つの端部領域のうちの一方又は他方と交互に協働する本発明の他の変形形態の、クランクシャフトプーリーに関する図である。 ２つの駆動当接部がばねの２つの端部領域のうちの一方又は他方と交互に協働する本発明の他の変形形態の、オルタネーター／スターター（「ＳＡＤ」）プーリーに関する図である。 ２つの駆動当接部がばねの２つの端部領域のうちの一方又は他方と交互に協働する本発明の他の変形形態の、オルタネーター／スターター（「ＳＡＤ」）プーリーに関する図である。 ２つの駆動当接部がばねの２つの端部領域のうちの一方又は他方と交互に協働する本発明の他の変形形態の、オルタネーター／スターター（「ＳＡＤ」）プーリーに関する図である。 ２つの駆動当接部がばねの２つの端部領域のうちの一方又は他方と交互に協働する本発明の他の変形形態の、オルタネーター／スターター（「ＳＡＤ」）プーリーに関する図である。 ２つの駆動当接部がばねの２つの端部領域のうちの一方又は他方と交互に協働する本発明の他の変形形態の、オルタネーター／スターター（「ＳＡＤ」）プーリーに関する図である。 ばねの変形形態を示す図である。 ばねの変形形態を示す図である。 ばねの変形形態を示す図である。 ばねの変形形態を示す図である。 ばねの変形形態を示す図である。 閉じるように応力がかけられるばねの端部が収容される環状部品を用いて騒音抑制機能をもたらす、本発明の一変形形態を示す図である。 閉じるように応力がかけられるばねの端部が収容される環状部品を用いて騒音抑制機能をもたらす、本発明の一変形形態を示す図である。 閉じるように応力がかけられるばねの端部が収容される環状部品を用いて騒音抑制機能をもたらす、本発明の一変形形態を示す図である。 ばねがベル内に収容される場合のばねの端部の変形実施形態を示す図である。

異なる変形形態の同様の要素には可能な限り同じ参照符号が付されていることを留意されたい。

図１ａ〜図１ｄでは、連結解除プーリーは、例えば矩形の巻線１１又は円形の巻線を有するねじりばね（例えばコイルばね又はテーパーばね）１（図１ｂ）を備える。２つの折り曲げられた端部領域１２及び１４（図１ｂ）が、ばね１を、巻線１１の外側縁１５に隣接しているそれらの面１７、１７’を介して閉じるように駆動することを可能にする。巻線１１の内側縁１６に隣接しているとともにばね１１を開く方向に駆動するのに用いることができる他方の面１８、１８’は、本発明に関連してばね１を駆動するのに用いられることはないが、閉じるように駆動されるばね１の角運動を制限する当接部の役割を果たすことができる。

ばね１は、ベル３内でセンタリングされており、ベル３内では、ばね１の端部領域１２及び１４はベル当接部３２_２及び３４と接触している。端部領域１２は、ベル３の外側円筒輪郭部（contour）３１を越えて径方向に延出してばね１を面１７を介して閉じさせるように駆動することを可能にする端部１９を有する。一方で、端部領域１４は、ベル３の外側円筒輪郭部３１から径方向に延出していない（又は実質的に延出していない）。

ベル３の円筒領域２が、ハブ５へのベル３の強制的な軸方向の取り付けを可能にする。

２つの軸受１０１及び１０２が、リム４及びハブ５の相対回転及び軸方向保持を確実にする。リム４は、リブ付きベルト（Ｋ型の自動車用ベルト）を受け入れるプーリー歯６１を含む円筒延長部６を有することができる。

ばね１の、その外側縁１５によるベル３内でのセンタリングは、ベル３の内側輪郭部３３を介して直接的に、又は示されるように、図５ｄの分解図においても分かるスロット付きのセンタリングリング３６（端部３６_１及び３６_２）によって行うことができる。センタリングリング３６は、ばね１の取り付けを容易にするようにばねとベル３との間に位置決めされる。

面１７は当接部３２_２と接触しており、面１７’は当接部３４と接触しており、これらの２つの当接部は、ばね１の閉じる方向への僅かなプレストレス（例えばおよそ１度〜５度）を好ましくは可能にする角度だけ角度を付けて離間しており、このことは、ばねがその非荷重位置及び非プレストレス位置を決して通過しないことと、このプレトーション（pre-torsion）に基づいて閉じる方向に振れることとを可能にする。

ベル３と同軸であるリム４がこのベルを囲んでいる。リム４は、底部４０と、外側円筒輪郭部４１と、内側円筒輪郭部４３とを有し、内側円筒輪郭部４３から、２つの反対側にある面４７及び４８を有する当接フィンガー４２が内部に向かって延びている。

ばね１の端部１２の当接部３２_２が設けられている幅広の上流領域３２_１を有する場合がある開口３２が、面４７がベル当接部３７と接触するまで端部領域１９が角度α_１だけ角度変異することを可能にする。実際には、この当接効果が、端部１２の面１８を介するのではなく当接フィンガー４２の面４７を介して得られるのがより好ましい。

このベル当接部は、ベル３の、その外側円筒輪郭部３１から突出している円形セグメント３５の面３７に形成されている。面３７は少なくとも１つの弾性要素３７’を有することができる。円形セグメント３５の別の面３８が別のベル当接部を形成しており、これの機能は以下で説明するが、少なくとも１つの弾性要素３８’を有することができる。

ばね１は、摩擦を低減するためにグリースを含浸させることができる。代替的には、３６等のセンタリング部片をばね１の外側に嵌めて（housed）、ばね１が常に同じ径方向位置に作用するとともに摩擦を低減することを可能にすることができる。センタリング部片３６は、例えばピン又はフィンガーによってベル３に回転連結される。

ハブ５は、ばね１とベル３とからなるアセンブリと、適切な場合にはセンタリングリング３６に対して回転するように確実に取り付けられる。

リム４を駆動要素（例えば補機プーリー）とし、この場合に被駆動要素をハブ５であるものとすることができるか、又はリム４を被駆動要素（例えばクランクシャフトプーリー）とし、この場合に駆動要素をハブ５であるものとすることができる。オルタネーター／スタータープーリーの場合、自動車のエンジン始動モードではハブ５は駆動側であり、始動後モードにおいては駆動するのはリム４である。

動作は以下のとおりである：休止位置（図１ａ）から、エンジンの回転方向でもある矢印Ｆの方向へのハブ５の速度よりも高いリム４の相対速度により、当接部４２の面４７が開口３２に沿う回転駆動によって端部１２の面１７と接触し、これによってねじりばね１が閉じる方向に駆動され、一方で面１７’は当接部３４と接触したままである。この回転運動は、好ましくは面１７から横に突出している当接部４２の面４７が当接部３７に達するまで続くことができ、これは最大角度振幅α_１（図１ｃ）に相当する。開口３２内で回る端部１２は、円形セグメント３５の後ろに隠れる。

他方で、リム４の角速度がハブ５の角速度よりも低い場合、リム４の当接部４２は、ベルの外側円筒輪郭部３１とリムの内側円筒輪郭部４３との間に存在する円形セグメント４５内で自由に変位することができる。円形セグメント４５は円筒セグメントの形態である。この逆回転運動は、当接フィンガー４２の面４８が当接部３８に達するまで続くことができ、これは最大角度振幅α_４（図１ｃ）に相当する。角度α_４の値を最大に高めるために、ばね１の端部１４は、リム４のフィンガー４２の自由な通過を可能にするように、ベル３の外側輪郭部３１を越えて延出しない（又はほんの僅かだけ越えて延出する）。明らかに、ベル３の外側輪郭部３１から突出する別の円形セグメント上に付加的な当接部３８を位置決めすることによって、又は図１ｅに示されるように、反対側の側面４７’及び４８’を有する付加的な当接フィンガー４２’をリム４上に位置決めすることによって、端部１４のこの延出が生じないよう、α_４を選択することが可能である。この当接フィンガー４２’は、α_４の所望の値に従って選択された角距離だけ当接フィンガー４２から離間している。この値α_４は、図１ｃに示される休止位置と、当接部３８の面４８’の当接（図１ｃに破断線によって示される位置）との間の当接フィンガー４２’の移動に相当する。α_４をなくす（cancel）ことも可能である。

しかし、好ましい解決策（図１ａ〜図１ｃ）は、α_４の最大値を、円筒セグメント４５内におけるリム４の当接フィンガー４２の回転から得られるようにすることである。この回転は、例えばリム４とハブ５との間に摩擦要素を設けることによって、一定のトルク、すなわちゼロトルク（いかなる残留摩擦も無視する）で、又は所与の値のトルクで行われる。

図１ｆ及び図１ｇは、上述したプーリーの特徴を示す。図１ｆ（ゼロトルク）においては、いわゆる減速モードではα_４＝２００度までのゼロトルクが存在し、いわゆる加速方向には、ばね１によって与えられるα_１＝−４０度までの上昇トルクが存在する。これらの値を超えると、弾性当接部３７’及び３８’によって誘発されることによってトルクが上昇する。図１ｇは、一方の相対回転方向及び他方の相対回転方向への特徴である一定のオフセットを生じる摩擦トルクが付加された場合の特徴を示す。

したがって、上述した変形形態は２つのモードを有する：
３７において当接が行われるまで、ばね１によって連結解除されるハブ５に対するリム４の加速モード、
３８において当接が行われるまで、円筒セグメント４５内における当接フィンガー４２の振幅α_４の一定のトルクを有する回転によって連結解除されるハブ５に対するリム４の相対的な減速モード。特にオルタネーター／スタータープーリーの場合にα_４はゼロであってもよいことに留意されたい。

例えばエラストマー製の弾性要素３７’及び３８’は、移動終点の当接を弱めるのに用いられる。

当接フィンガー４２は、その面４７のみがばね１の端部１２と接触してばね１を側面１７を介して閉じさせることができるように位置決めされているため、駆動要素（又は被駆動要素）であるのがリム４であるか又はハブ５であるかに関係なく、動作は同じである。

図２ａ〜図２ｃは、当接フィンガー４２が、ばね１を、休止時に３２_２及び３４において当接しているその端部１２及び１４のうちの一方又は他方から交互に閉じさせる、別の変形形態に関するものである。

この実施形態では、ベル当接部４２は、ばね１を、図２ａに示される休止位置から、（上述の変形形態におけるように）端部１２の面１７と接触するその面４７を介して、又は外側輪郭部３１を越えて延出する端部１４の面１７’と接触するその反対側の面４８を介して、閉じる方向に駆動することができる。当接フィンガー４２は、ばね１の端部１２の面１７と端部１４の面１７’との間で角度を付けて変位し、これによりばね１を閉じさせるため、動作は、リム４及びハブ５のうちのどちらが駆動するかに関係なくこれらの２つの要素の相対速度にのみ依存し、プーリーの回転方向によっては影響を受けない。

ばね１は、面４７が（可能性としては弾性要素３７’によって）３７において当接する前に最大の角度移動α_１でその端部１２を介して、又はその面４８が（可能性としては弾性要素３８’によって）３８において当接する前に最大の角度移動α_２でその端部１４を介して閉じるように駆動される。値α_１及びα_２は等しくてもよく（α_１＝α_２）又は異なっていてもよい（α_１≠α_２）。

図２ｂは、当接フィンガー４２がその４つの異なる特徴位置、すなわち、一方では、実線によって示される休止位置と、他方では、点線によって示されるその面４７の３７における当接位置（角度移動α_１）と、次いでその面４８とばねの端部１４の面４７’との間の接触位置（移動α_３）と、最後に、その面４８の３８における当接位置（移動α_２）とにあるところを示す。

端部１２と端部１４との間には、好ましくはできるだけ大きく選択されるべきである最大角度移動α_３が存在する。α_３の値を低くすることも可能であり、例えばばね１の端部１２と端部１４との間の角度差を調整することによってα_３をなくすことさえも可能である（例えば図６ａに示されるばねを参照のこと）。

図２ｅは、角度α_３の値が、当接フィンガー４２から角度を付けて離間している付加的な当接フィンガー４２’の存在に起因して低くなる実施形態を示す。

この実施形態では、当接フィンガー４２は、実線によって示される休止位置と、点線によって示される当接位置（面４７の３７における当接）との間で、角度振幅α_１で変位している（矢印Ｆ）。

リム４がハブ５に対して減速すると、当接フィンガー４２の角度移動α_３は、当接フィンガー４２’の面４８’とばね１の端部１４の面１７’との接触によって制限され、その後、当接フィンガーは、その面４８’を介して、最大値の角度移動α_２に従ってばね１の端部１４を当接部３８、３８’に向かって駆動する。

換言すると、角度α_３は、所望の角度α_３を得るようにばね１の端部１４から角度を付けて離間している第２の当接フィンガー４２’の存在によって制限される。

図２ｆ及び図２ｇは、例えば、一定トルクのエリアがゼロのトルクを有する場合、すなわちトルクが残留摩擦に制限される（図２ｆ）か、又は一方の回転方向及び他方の回転方向への特徴である一定のオフセットをもたらす摩擦要素によって提供される所与の値のトルク（図２ｇ）の場合の、図２ａ〜図２ｃのプーリーの特徴を示す。この例では、図２ｆに関してはα_１＝−４０度、α_２＝２０度及びα_３＝１５０度であり、図２ｇについてはα_３＝５０度である。

図３ａ〜図３ｄは、取り付け位置においてばね１の端部１２の面１７と端部１４の面１７’と接触している（図３ａ）２つのリム当接部４２_１及び４２_２の実施態様によって、角度α_１及びα_２に従った移動のみが提供される一変形形態を示している（α_３＝０）。

一例として示されるプーリーはオルタネータープーリーであり、オルタネータープーリーの場合、リム４は伝動ベルト１００によって供給される原動エネルギーによる駆動要素であり、またハブ５はオルタネーター（図示せず）を駆動する被駆動要素である。

断面図３ｂ、斜視図３ｃ（カバー８は取り外してある）及び図３ｄの分解図によると、プーリーは以下のものを備える：
底部４０と、円筒外側輪郭部４１と、円筒内側輪郭部４３と、この例では直径方向に対向している２つの当接フィンガー４１_１及び４２_２とを有するリム４であって、このリム４は、リブ付きベルト（Ｋ型の自動車用ベルト）を受け入れるようにプーリー歯６１を含むより小さい直径の円筒延長部６を有する、リム４、
その内側輪郭部３３がばね１をセンタリングする役割を果たすベル３。このベルは、ばね１の端部１２及び１４の角度移動のための２つの開口３２及び３２’を有し、端部１２の面１８及び端部１４の面１８’は開口３２、３２’の面１１８、１１８’とそれぞれ当接し（図３ｄ）、当接部３７及び３８は示されていない（この変形形態は図示の実施形態のそれぞれに関して実施することができる）、
オルタネーターのシャフトに締め付けるのに用いられる六角形開口５２が設けられているヘッドを有するとともに、中心円筒領域５３と、中心領域５３よりも小さい直径の端部円筒領域５４とを備えるハブ５、
栓８１が設けられているカバー８であって、その縁がリム４のハウジングに嵌まる、カバー８、
円筒軸受部品９とスペーサー９６とを含むアセンブリであって、円筒軸受部品９は、スペーサー９６を介装して（皿ばね９２の圧縮によって）端部領域５４の周囲と転がり軸受６２の内側輪郭部との間に圧力嵌めされる、アセンブリ。

図３ｅは、オルタネーターのシャフトに確実に取り付けられている部品９（転がり軸受６３の内側輪郭部への部品９の、及びハブ５の連続的な締め付けによるものであり、部品９は更に転がり軸受６２の内側輪郭部上に締め付けられる）と、リム４の延長部６５との間に一定の摩擦トルクが導入される一変形形態を示す。皿ばね９２と、ワッシャー９３と、例えばＰＴＦＥ製である摩擦ワッシャー９４とを含むアセンブリが、部品９の環状肩部９１と、延長部６１の環状肩部６５との間に（皿ばね９２の圧迫によって）挟まれている。

図４ａ及び図４ｂは、別の変形形態、すなわち角度α_１及びα_２に従った移動のみが提供されるクランクシャフトプーリーを示す。この場合はハブ５が駆動要素であり、リム４が被駆動要素である。

オルタネーター／スタータープーリー（ＳＡＤ）を示す図５ａ〜図５ｇにも同じことが当てはまる。この場合、リム４及びハブ５は、その時点でのモードがスターターモードであるのか又はオルタネーターモードであるのかに応じて交互に駆動し、また駆動される。スターターモードでは、ハブ５が駆動しているのに対し、オルタネーターモードでは、駆動しているのはリム４である。

これらの例によって、本発明の概念が相対回転運動に依存するが、リム４又はハブ５が駆動側であるか又は被駆動側であるかに依存しないことと、ばね１の２つの端部１２及び１４を用いてばね１を閉じるように制御する場合に、駆動要素の回転方向に関しても依存しないこととが確認される。

図４ａ及び図４ｂに示されるクランクシャフトプーリーは、以下のものを備える：
外側円筒輪郭部４１と、この例では直径方向に対向している２つの当接フィンガー４２_１及び４２_２が設けられている内側円筒輪郭部４３と有するリム４であって、このリム４は、外側輪郭部４１よりも大きい直径であるとともに、リブ付きベルト（Ｋ型の自動車用ベルト）を受け入れるようにプーリー歯６１を含む主円筒領域６を有する。リム４は、円筒延長部６６を介して主領域６の内側に延びる。

その内側輪郭部３３がばね１をセンタリングするために直接的に用いられるベル３。３６等の任意の内側センタリング部片はもはや設けられていない。ベル３は、ばね１の端部３２及び３４の角度移動を可能にする２つの開口３２を有する。

転がり軸受６２が、ベル３の円筒延長部３６２の外側輪郭部３６４と、円筒延長部６６の内側輪郭部６６’との間に収容されている。

延長部３６２の内側輪郭部３６３が、例えば、クランクシャフトに連結することを可能にするように固定ねじの通過を可能にする円筒形状を有する。

カバー８がリムの輪郭部４１上に嵌められている。

他端では、フランジ１１０が外側輪郭部３６４上にセンタリングされて取り付けられている。

フランジ１１０の外側円筒輪郭部１１１は、圧力嵌めによって、ポリマータイプの円筒部品１１２と質量体１１３とを受け取り、これらの２つの部品は、既知の方法で、クランクシャフトの高周波振動のフィルタリング（ねじり振動の減衰、ＡＶＴ）を提供することを可能にする。

図５ａ〜図５ｆは、オルタネーター／スタータープーリー（いわゆるＳＡＤシステム）に関するものである。

車両のエンジンは、例えば矢印Ｆの方向に旋回する。図５ａでは、α_１はこの場合、オルタネーター（駆動リム）の電動トルクに起因する移動角度を示す。

図５ａでは、α_２は、ハブ５が駆動しているとき（スターターモード）の移動角度を示す。

いわゆる休止位置Ｉは、リムとばね、及びベルとばねの二重の接触に相当する。

位置ＩＩは、最大角度移動α_１の位置におけるリム４とばね１との接触に相当する。

位置ＩＩＩは、最大角度移動α_２の位置におけるリム４とばねとの接触に相当する。

図５ｂ（底面図）は、（プーリーが取り付けられているときに）オルタネーター側に位置する面１０５近くに取り付けられているベルト１００を示す。

図５ｃ及び図５ｄは、プーリーのアセンブリを示す。この実施形態では、付加的なベル当接部（任意）３５_１、３７_１、３８_１が設けられており、これらの機能は以下で説明する。

この実施形態は、角度α_１及びα_２のみに従った移動を可能にし、一定の角度トルクを有するエリアの存在はこの応用例では好ましくない。

オルタネーター／スタータープーリーは以下のものを備える（図５ｃ及び図５ｄを参照のこと）：
外側円筒輪郭部４１と、この例では直径方向に対向している２つの当接フィンガー４１_１及び４２_２が設けられている内側円筒輪郭部４３と有するリム４であって、このリム４は、円筒輪郭部４１よりも小さい直径であるとともに、リブ付きベルト（Ｋ型の自動車用ベルト）を受け入れるように歯６１が設けられている円筒領域６を有する、リム４、
その内側輪郭部３３がスロット付きリング３６を受け入れるベル３であって、スロット付きリング３６の縁は３６_１及び３６_２で示され、スロット付きリング３６は、ばね１の端部１２及び１４が回転するときにばね１の端部１２及び１４を通すように３６_３及び３６_４で終端している開口を有する、ベル３。スロット付きリング３６は、その外径上で、ベル３の縁３１に対してばね１をセンタリングするために用いられ、場合によってはそれぞれ減衰要素３７’、３８’及び３７’_１、３８’_１が設けられている、当接面、それぞれ３７、３８及び３７_１、３８_１がそれぞれ設けられている２つの円形セグメント３５及び３５_１がある、
オルタネーターのシャフトに連結するための六角形開口５２が設けられているとともに、中心円筒領域５３とより小さい直径の端部円筒領域５４とを含む、カラー５１を含むハブ５、
リム４とハブ５との間の相対回転を確実にする２部品の軸受１０１、１０２であって、軸受１０１及び１０２は、ハブ５の中心領域５３上での回転のガイド（guidance）を可能にするようにリム４に嵌めこまれている、軸受。

ここで、図５ｅ及び図５ｆに関連して動作を説明する。

リム４がハブ５に対して加速する段階において、ばねの端部１２が、当接フィンガー４２_１の面４７_１が点線によって示される位置において３７、３７’で当接するまで、面４７_１と接触するその面１７によって閉じるように駆動される。

同時に、リム４の回転によって、当接フィンガー４２_２を、その面４８_２が点線によって示されるように３８_１において当接するまで駆動し、これによって当接フィンガー４２_２はその面４７_２と端部１４の面１７’との間の接触から係脱する。したがって、振幅α_１の角運動後に、場合によっては要素３７’及び３８’_１による減衰を伴って二重の当接効果が３７及び３８’において得られる。

駆動ハブ５の振幅α_２の回転の場合、対称効果がもたらされる。

実際には、当接フィンガー４２_２の面（face）４７_２は、この面４７_２が（点線によって示される位置において）３８で当接するまで端部１４をその面１７’を介して駆動する。この場合、当接フィンガー４２_１がその面４８_１を介して当接部３７_１において当接する。前述したように、場合によっては減衰要素３８’及び３７’_１の存在を伴って、二重の当接効果の利点がある。

本発明の他の実施形態において実施することもできるこの構成は、オルタネーター／スタータープーリーによって伝達される相当な力を理由に、本明細書において検討される特定の用途において特に興味深い。

図６ａ〜図６ｅはばねの変形形態を示す。

図６ａでは、面１７及び１７’は同じ平面（又は互いの近く）に位置決めされており、このことは、ベル３に対する結果として生じる径方向力を制限する効果を有する。この実施形態では、当接部４２はベル３の軸方向長さの全てを占めるわけではない。

図６ｂ〜図６ｄでは、ばね１の端部１２０及び１４０が巻線１１の延長部に位置し、折り曲げ領域はなく、それらの変位は、それらの面１７０及び１７０’に平坦に当接する平面的な面１４７_１及び１４７_２を有する楔形の当接フィンガー１４２_１及び１４２_２（図６ｃ及び図６ｄ）により面１７０及び１７０’によって閉じるように制御される。

図６ｅでは、巻線の延長部に位置するばね１の端部は、整数の巻線を有するようにほとんど又は全く角度を付けてオフセットされていない。

図７ａ〜図７ｃは、ばねの端部１２が中間部品、すなわちベル３に対してセンタリングされるリング９内に収容される、本発明の一変形形態であり、リング９の機能は、ばね１を閉じるように駆動する、ばね１の端部１２に対する衝突の衝撃を低減することである。このリング９はしたがって、好ましくは騒音を低減する非金属材料（例えばポリアミド若しくはポリウレタン）で作製されるか、又はエラストマー若しくは熱可塑性エラストマー材料（ＴＰＥ）等の衝撃減衰材料でコーティングされる少なくとも１つの接触面９２を有する。このリング９は、特に、面４７及び４８と当接部３７及び３８との間にそれぞれ介装される上述の弾性要素３７’又は３８’の機能を遂行するか又は補完することを可能にするが、これは本変形形態では実施することができる。

ベル３に対して回転するように確実に取り付けられている、ヘッド５１及び円筒領域５３が設けられている円筒ハブ５が、その六角形開口５２を介して、例えばオルタネーターのシャフトへの取り付けを可能にする。

参照符号２０１及び２０２は、ベル３とリム４との間に介装される軸受を示し、参照符号２０３は可能な摩擦ワッシャーを示す。リム４は、例えば、アルミニウム又はプラスチック材料（ポリアミド、熱硬化性樹脂）で作製される。軸受２０１及び２０２はワッシャー２０３のようにオーバーモールドすることができる。ガスケット２０４が軸受ワッシャー２０５の回りの密封を確実にする。軸受ワッシャー２０５は場合によっては、ベル３の底部３１３の開口３１５内に入ってベル３をセンタリングするための延長部２０６を有する。

栓８１が設けられているカバー８は、その縁８２によってリム４の外側輪郭部４１に嵌まる。

ばね１は、ベルに形成されているスロット３１４内に収容される軸方向分岐部４１を有する。ばね１を閉じるように駆動する役割を果たす径方向分岐部１２は、リム４の当接部４２の面４７と協働する当接部９２によって両側の境界が定められている環状セグメント９１に形成されている、リング９のスロット９４内に収容されて、ばね１を閉じるように制御し、またベル３の当接部３９３によって、次いでばね１の角度移動を角度値α_１に制限する。したがって、リムの当接部の面４７は、ばねを閉じるよう駆動するようにリング９の当接部９２と接触し、α_１は、リング９の面９３とベル３の面３９３との間の角度である。

リムの当接部４２０の面４７０’が、リング９の当接部９３と接触し、α_４は、面４７０’が９３において接触するまで面４７０’が移動する角度である。

リング９及びベル３の縁は、角度α_１及び場合によってはα_４を画定するために用いられる当接部を分割することを可能にする少なくとも１つの他の環状セグメント９５、３９５を有することができる。

リング９の付加は、一方ではばね１とリム４との直接接触を、他方ではばね１とベル３との間の、金属と金属との接触による騒音を生成する接触を回避することを可能にする。この変形形態では、実際には、部品間の相対運動に起因する全ての接触は環状部品９上で生じ、ばねの分岐部１２、１４はリング９及び／又はベル３に密接に収容されている。角度α_２及び／又はα_３を採用する変形形態の場合、第２のリング９を実装することが可能である。

図８は、図７ａ及び図７ｂの変形形態であり、この場合、軸方向分岐部１４の代わりに、ベル３のハウジング（固定溝３２０）内に受け入れられるばねの内方へ曲がった分岐部１４４を用いる。この変形形態は、リング９を含まない記載した他の実施形態の場合にも実施することができる。

Claims (20)

1. 連結解除プーリーであって、
   第１の動力伝達要素に確実に取り付けられているリムと、
   第２の動力伝達要素に確実に取り付けられているベル（３）と、
   前記ベル（３）の内部に取り付けられてセンタリングされるねじりばね（１）とを備え、
   前記動力伝達要素のうちの一方は駆動し、前記動力伝達要素のうちの他方は駆動され、
   前記ばね（１）は第１の端部領域（１２）と第２の端部領域（１４）とを有し、
   前記リム（４）は、前記第２の端部領域（１４）が前記ベル（３）の当接面（３４）に当接する一方で、前記リム（４）と前記ベル（３）との間の第１の相対回転方向への閉じる方向に前記ばね（１）を駆動するように該ばね（１）の前記第１の端部領域（１２）と協働する第１の面（４７）を有する少なくとも１つの第１の駆動当接部（４２）を有し、
   前記ベル（３）は、少なくとも１つの第１のベル当接部（３７、３７’、１１８）を備え、該少なくとも１つの第１のベル当接部（３７、３７’、１１８）の角度位置が、前記第１の駆動当接部（４２）によって閉じるように駆動される前記ばね（１）の前記第１の端部領域（１２）の移動の第１の所与の最大値α１を画定する、連結解除プーリー。
2. 前記ばね（１）の前記第１の端部領域（１２）のみが、前記第１の面（４７）を介して前記第１の駆動当接部（４２）と協働し、それによって前記ばねの前記第２の端部領域はその当接面（３４）に当接する、請求項１に記載のプーリー。
3. 前記第１の回転方向とは反対の、前記リム（４）と前記ベル（３）との間の前記第２の相対回転方向のために、前記ベル（３）の外周は、前記ばねの前記第１の端部（１２）と第２のベル当接部（３８、３８’、１１８’）との間で角度移動α４にわたって前記第１の駆動当接部（４２）を一定のトルクを伴って回転させる角度付きセグメント（４５）を有する、請求項２に記載のプーリー。
4. 前記ばねの前記第２の端部領域（１４）は、前記第１の駆動当接部から前記第２のベル当接部（３８、３８’、１１８）への通過を可能にするように前記角度付きセグメント（４５）に延出しない、請求項３に記載のプーリー。
5. 前記相対回転が一方向のときには、前記第１の駆動当接部（４２）の前記第１の面（４７）が前記第１の端部領域（１２）に当接することで、前記ばね（１）が閉じ、
   前記相対回転が他方向のときには、前記第１の駆動当接部（４２）の前記第１の面（４７）とは反対の第２の面（４８）が前記第２の端部領域（１４）に当接することで、前記ばね（１）が閉じ、
   前記ベルは第３のベル当接部（３８、３８’）を有し、該第３のベル当接部（３８、３８’）の角度位置は、前記第１の駆動当接部（４２）の前記第２の面（４８）によって閉じるように駆動される前記ばね（１）の前記第２の端部領域（１４）が移動する第２の所与の最大値α２を画定する、請求項１に記載のプーリー。
6. 前記ベル（３）は、前記ばね（１）の前記第１の端部（１２）と前記第２の端部（１４）との間で角度移動α３にわたって前記第１の駆動当接部（４２）を自由に回転させる角度付きセグメント（４５）を有する、請求項５に記載のプーリー。
7. 前記ばね（１）は、前記第１の回転方向とは反対の第２の回転方向への閉じる方向に前記ばね（１）を駆動するように、前記第１の駆動当接部（４２１）の前記第１の面（４７１）と協働する１つの前記第１の端部領域（１２）と、第２の駆動当接部（４２２）の第１の面（４７２）と協働する１つの前記第２の端部領域（１４）とを有し、前記ベル（３）は１つの前記第３のベル当接部（３８、３８’、１１８’）を有し、該第３のベル当接部（３８、３８’、１１８’）の角度位置は、前記第２の駆動当接部（１４）によって閉じるように駆動される前記ばね（１）の前記第２の端部領域（１４）が移動する第２の所与の最大値α２を画定する、請求項１に記載のプーリー。
8. 前記ベルは、前記ばね（１）の前記第１の端部（１２）が前記第１の駆動当接部（４２１）の前記第１の面（４７１）によって閉じるように駆動されるときに前記第２の駆動当接部（４２２）の１回の前記角度移動α１を、また、前記ばね（１）の前記第２の端部（１４）が前記第２の駆動当接部（４２２）の前記第１の面（４７２）によって閉じるように駆動されるときに前記第１の駆動当接部（４２１）の１回の前記角度移動α２をそれぞれ可能にする、第４のベル当接部（３８１、３８’１）と第５のベル当接部（３７１、３７’１）とを有する、請求項７に記載のプーリー。
9. α１≠α２である、請求項５〜８のいずれか１項に記載のプーリー。
10. α１＝α２である、請求項５〜８のいずれか１項に記載のプーリー。
11. 少なくとも１つの前記ベル当接部は、１つの前記所与の最大値α１及び／又はα２を画定するように１つの前記駆動当接部（４２、４２１、４２２）の１つの前記面（４７、４７１、４７２、４８）と協働する面（３７、３８）を有する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のプーリー。
12. 少なくとも１つの前記ベル当接部（３７、３８）は、少なくとも１つの減衰要素（３７’、３８’）を備える、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のプーリー。
13. 少なくとも１つの前記ベル当接部は、１つの前記所与の最大値α１及び／又はα２を画定するように前記ばね（１）の端部領域（１２、１４）の１つの前記面（１８、１８’）と協働する面（１１８、１１８’）を有する、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のプーリー。
14. 前記第１の動力伝達要素と前記第２の動力伝達要素との間に一定のトルクを導入する摩擦要素（９２、９４）を含む、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のプーリー。
15. 前記第１の端部領域（１２）及び／又は前記第２の端部領域（１４）は前記当接面（３２、３４）と接触する、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のプーリー。
16. 前記プーリーは、前記ベル（３）に対してセンタリングされる環状部品（９）を含み、
    前記環状部品（９）は、前記ばね（１）の前記第１の端部領域（１２）を受け入れるスロット（９４）を有し、当該スロット（９４）は、前記ベルの前記当接面（３９２）と接触する少なくとも１つの接触面（９２）を有する、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のプーリー。
17. 前記環状部品（９）は、衝撃に起因する騒音を軽減する、ポリアミド又はポリウレタン等の非金属材料で作製される、請求項１６に記載のプーリー。
18. 前記環状部品は、エラストマー又は熱可塑性エラストマー材料等の衝撃減衰材料でコーティングされる少なくとも１つの接触面を有する、請求項１６に記載のプーリー。
19. 前記プーリーは、自動車の補機プーリーであり、前記第１の動力伝達要素は、Ｋ型ベルトの歯を受け入れる歯（６１）を有し、前記第２の動力伝達要素は、１つの前記補機に連結するための連結要素（５２）を有する、請求項１〜１８のいずれか１項に記載のプーリー。
20. 前記プーリーは、クランクシャフトプーリーであり、前記第２の伝達要素は、クランクシャフトに連結するための連結要素を備え、前記第１の動力伝達要素はＫ型ベルトの歯を受け入れる歯（６１）を有する、請求項１〜１９のいずれか１項に記載のプーリー。

Images